近十年来,由于刀具、驱动、控制和机床技术的不断进步,高速加工得到了有效的加工,特别是高速硬铣削在模具制造业中得到了广泛的应用和推广,传统的电火花加工在许多场合被高速硬铣削所取代。
通过高速硬铣加工夹模坯,不仅大大提高了模具的加工精度和表面质量,大大降低了加工时间,简化了生产工艺,显著缩短了模具的制造周期,降低了模具的生产成本。
不断提高五轴加工中心的工作性能是模具制造业有效、高精度加工模具的重要前提。近年来,在驱动技术的推动下,出现了许多结构创新、性能优异的不同类型的高速加工中心。三轴高速加工中心(如瑞士Mikron公司于1996年底推出的HSM70096年底推出的HSM700高速加工中心)现已发展成为五轴高速加工中心。在驱动模式方面,服电机和滚珠丝杠已经从直线运动(X/Y/Z轴)发展到目前的直线电机驱动。旋转运动(A和C轴)采用直接驱动的扭矩电机,部分公司通过直线电机和扭矩电机发展成直接驱动的五轴加工中心。显著提高了加工中心的行程速度、动态性能和定位精度。
高速加工中心的结构特点和优点。
高速加工中心用于模具加工,一般结构特点是采用龙门框架结构,增强机床刚度,充分利用加工区空间。聚合物混凝土主要用于机床体的材料。由于该材料具有良好的阻尼性能和较低的热传导率,有利于提高模具的加工精度。
目前,根据坐标轴的配置,五轴加工中心基本上可以分为两种结构类型。一种是工件旋转和摆动的三个直线轴(X/Y/Z)。这类高速加工中心,如德国Rder的RXP500DS/RXP800DS、德国Alzmetall公司的GS1000/5-T、瑞士Mikro的HSM400U/HSM600U、被称为超高速加工中心的XSM400U/XSM600U、德国Hermle的C30U/C40U/C50U等。另一种是五个坐标轴中的一个摆动轴(A)设置在主轴头上的结构类型,通过叉主轴头摆动主轴工具,摆动主轴头也可以固定在摆动角度范围内的任何位置。
根据DMC75V系列五轴加工中心和三轴加工中心的价格比较,五轴高速加工中心的价格远高于三轴。虽然五轴高速加工中心的价格很高,但这种机床特别适合加工几何形状复杂的模具。当五轴加工中心加工深陡型腔时,可通过工件或主轴头的额外旋转和摆动,为立铣刀的加工创造良好的工艺条件,避免刀杆与型腔壁的碰撞,降低工具加工过程中抖动和损坏的风险,有利于提高模具的表面质量、加工效率和耐久性。在采购加工中心时,用户是选择三轴加工中心还是五轴加工中心,应根据模具加工中心或五轴加工中心。