无锡市柯维达机械厂

数控加工在轮胎模具花纹加工中应用

发布者：admin 发布时间：2012-03-03 09:14:39 点击：13166

数控加工应用於轮胎模具的特点
        (1) 工件的加工时间缩短。对一副轮胎模具的花纹圈，若采用铸造技术要30天的时间，采用电火花技术则需要20天的时间。若采用高速加工的直接雕刻模具，一般为10天，可见能大幅减少加工时间。
        (2) 工件一次装夹後既可以进行粗加工，也可以进行精加工，对花纹角落的处理更是灵活多变。轮胎花纹多为小块状，拐角特别多，用五轴加工中心只需一次装夹就能把所有的花纹都雕刻出来。
        (3) 由於切削力和切削温度的降低，使得刀具磨损降低，使用寿命延长。而刀具的造价在工件加工的成本价中占有一定的比例。
        (4) 数控加工可以实现以切代磨。用切削工艺代替磨削工艺具有刀具结构简化，工艺灵活性强、节省能源等优越性，这些都使得工件的加工成本降低。
        (5) 与常规加工工艺比较，可以简化加工工序从而降低加工成本。如模具型腔的加工，用常规加工工艺是：毛坯退火—粗加工—调质处理—半精加工—电极加工—电火花加工—人工抛光等。而采用数控加工技术，则加工工艺可简化为：毛坯退火—粗加工—调质处理—精加工—超精加工。这样就省去了电极制作的加工工序，降低了生产成本，也消除了放电加工所带来的表面硬化问题，减少或免除了人工光整加工。
        (6) 提高了加工质量。因为数控加工时刀具切削的激励频率远离工艺系统的固有频率，不会造成工艺系统的受迫振动，了较好的加工状态。由於切削深度、切削宽度和切削力都很小，使得刀具、工件变形小，保持了尺寸的性，也使得切削破坏层变薄，残余应力小，实现了高精度、低粗糙度加工。从动力学角度分析频率的形成可知，切削力的降低将减小由於切削力产生的振动（即强迫振动）的振幅；转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的固有频率，避免共振的发生。因此数控切削可大幅度降低加工表面粗糙度，提高加工质量。
优化工艺，提高效率
高效刀具的选用
        在数控加工中，正确地选择数控刀柄、刀具是很重要的。对数控刀具总的要求是安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好，在此基础上综合考虑工件材料的切削性能，机床的加工能力，数控加工工序的类型，切削用量以及与机床和数控装置工作范围有关的诸多因素。
        对於轮胎模具的数控加工来说，为缩短生产周期，降低加工成本，我们在数控雕刻中选用了以下几种比较适合高速切削加工用的刀柄系统，是适合高速加工的刀柄系统弹性夹套和热缩式刀柄。弹性夹套，这种夹紧系统是当前较流行的。由於其性价比较高，在欧美及中国市场广泛认同。尽管其价格高於PG/TG弹性夹套，但因其精度高，所以适合於高速切削加工。该系统的优点是：同心度较好；相对小的本体直径；夹紧力大；需要一个平衡的螺帽系统；不同类型的密封圈。
        热缩式刀柄采用新的技术和设计。尽管它对所夹持的刀具有一定的要求，且需特殊的设备，但它具备了以下特点，所以备受某些领域特别是模具工业越来越多用户的青睐。其优点是：同心度较好；相对小的本体直径；离心力低；均匀的材质；夹紧力大；动平衡度很高；本体经热处理；有加热系统。
        高精度HP（High Precision）夹套，采用新的技术和设计。尽管与ER弹性夹套相似，但夹紧方式是通过定位而不是螺纹，其精度可提高3倍，其价格比液压夹套低。该夹套的主要优点是：同心度好、夹紧力大、本体直径小、易於清洗、离心力小、易做动平衡。
        液压刀柄采用新的技术和设计。由於采用了液压技术，所以装卸方便，定位准确。其优点是同心度好、本体直径小、易於清洗、拆卸方便等。
        而对於铝材质的花纹块，加工时我们选用刀具时则兼顾了效率和成本，主要采用了螺纹铣刀，它的优点主要就是排屑性能很好，防止铝在切削过程中产生粘刀现象。
        对於精加工的一些曲面，我们主要采用了加工性能比较优异的铝合金铣刀，这种刀具的主要优势就是比较耐用，可以减少换刀测刀的次数，提高了效率。

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