鋁合金壓鑄模具基礎知識

發佈時間： 12 / 14 2020 作者：網站編輯訪問：12517

一、鋁合金壓鑄模具的基本定義

模具製造是指成型和製坯工具的加工。此外，還包括刀模和模切工裝。一般來說，工裝由上模塊和下模塊組成。鋼板置於上下模之間，材料在壓力機的作用下成型。當壓力機打開時，將獲得由工裝形狀決定的工件或清除相應的廢料。小到電子連接器，大到汽車儀表板的零件都可以通過模具進行成型。

級進模是一組能自動將工件從一個工位移動到另一個工位，並在最後一個工位得到成型零件的工裝。

工裝工藝包括：沖裁模、落料模、複合模、擠壓模、四滑模、級進模、沖壓模、模切工裝等。

2. 工裝類型

(1)金屬沖壓模具：連續模、單模、複合模、拉深模
(2)塑料成型模具：注塑模具、擠出模具、吸塑模具
(3)壓鑄模具：鋅合金壓鑄模具、鋁合金壓鑄模具
(4)鍛造工裝
(5)粉末冶金工裝
(6) 橡膠工裝

3. 工裝工藝

下料：前模料、後模料、鑲料、排位料、斜頂料；
開框：前模框和後模框；
開孔：前模腔開孔、後模腔開孔、分型線開孔；
銅公：前模銅公、後模銅公、分型線角間隙銅公；
線切割：插入分型線，銅公，斜頂枕位；
電腦鑼：分模線精鑼、模芯後精鑼；
EDM：前模厚、銅公、公模線角清理、後模骨位、枕位；
鑽孔、針孔、頂針；工裝頂針孔水路孔加工線位、排位桿；
斜頂，複合頂針，帶頂針。

其他4

（1）翠、碼模坑、垃圾釘（限位釘）；
(2)飛行模型；
(3) 噴嘴、支撐頭、泉水輸送；
(4) 存模位置、拋光位置、前模、後模骨位置；
(5) 細水結構、拉桿螺旋鉤、彈簧
(6)重要零件的熱處理、淬火、滲氮；

5.工裝軟件

UGNX、Pro/NC、CATIA、master cam、SURFCAM、topsolid cam、space-e、camworks、worknc、tebis、hyperMILL、PowerMILL、gibbscam、featurecam等。

6. 基本功能

(1) 一對工裝一般由陰模、沖頭和模座組成，有的可能是多片組裝模塊。因此，上下模具的組合、鑲件與型腔的組合、模塊的組裝，都需要很高的加工精度。精密工裝的尺寸精度往往達到μm級。
(2) 一些產品的形狀表面，如汽車覆蓋件、飛機零件、玩具和家用電器等，由多種曲面組成，因此工裝型腔表面非常複雜。有些表面必須進行數學處理。
(3)小工裝批量生產不是批量生產。在許多情況下，只生產一次交貨。
(4)工裝過程中有多種工序，如銑、鏜、鑽、鉸、攻絲等。
(5)重複生產工裝使用壽命長。當一副工裝超過其使用壽命而使用時，必須更換新工裝，因此工裝的生產往往是重複的。
(6)有時在仿形生產中既沒有圖紙也沒有資料，仿形加工應根據實際對象進行。這就要求精度高，不變形。
(7)工裝材料優良，硬度高。工裝的主要材料採用優質合金鋼，特別是高壽命的，常採用Crl2、CrWMn等萊氏體鋼。這種鋼材從坯料鍛造、加工到熱處理都有嚴格的要求。因此，加工工藝的編制也不容忽視，熱處理變形也是加工中的一個嚴重問題。

根據以上特點，機床的選用應盡量滿足加工要求。例如，數控系統的功能要強，機床的精度要高，剛性要好，熱穩定性要好，要提供仿形功能。

7、工藝流程安排

(1)底部加工，加工數量保證；
(2)鑄坯基準對中、2D、3D表面餘量檢查；
(3) 2D和3D型材粗加工，非安裝非工作平面加工（包括安全平檯面、緩衝安裝面、壓板平面和側基準面）；
(4) 半精加工前，應找准側基準面，以保證精度；
(5)半精加工2D和3D曲面，精加工各種安裝工作面（包括限位塊安裝面和接觸面，刀片安裝面和背面，沖頭安裝面，廢刀安裝面和背面，彈簧安裝面和接觸面、各種行程限位工作面、楔塊安裝面和背面），半精加工各種導向面和導向孔，並留有精加工餘量加工基準孔和高度基準，並記錄數據；
(6)檢查和復核加工精度；
(7)鉗工鑲嵌工藝；
(8)精加工前，對準工藝參考孔的基準面，檢查刀片餘量；
(9)精加工輪廓2D、3D、側衝輪廓及孔位、精加工工藝參考孔及高度基準、精加工導向面及導向孔；
(10) 檢查並重新檢查加工精度。

8.注意事項

(1)工藝準備簡明詳細，加工內容盡量用數字表示；

(2)對於加工的重點和難點，要特別強調工藝；

(3)需要結合加工位置，工藝表達清楚；

(4)刀片需要單獨加工時，注意加工精度的工藝要求；

(5)組合加工後，對於需要單獨加工的鑲件，工藝配備組合加工時單獨加工的基準要求；

(6) 彈簧在模具加工中最容易損壞，因此應選擇疲勞壽命長的模具彈簧。

鋁合金壓鑄模具基礎知識

大型鋁合金壓鑄模具的加工問題

1. 巨大的體積和重量

在加工大型模具時，如何應對自身龐大的體積和重量，是加工企業面臨的一大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的勞動力、專用設備、多次調整和合模，加工精度也受到很多潛在因素的影響，不易得到保證。

2、購置成本問題

與各種大型模具的加工生產直接相關的最大成本是機床的購置成本。能生產大型模具的機床是相當昂貴的，特別是在復雜的工藝安排下，需要多台機床來完成模具從粗加工到精加工的所有工序。如此高昂的前期投入成本，也是很多企業進入這個市場的最大障礙。由此可見，如果能在合適的機床上實現大型模具的粗加工和精加工，即使只需要一次調試和裝夾，也能解決很多問題，保證加工精度。

加工中心

1.鑄鐵床身結構，機床主軸具有散熱功能

鑄鐵材料具有高剛性和散熱特性，因此是製造機床結構最穩定的材料。對於任何用於銑削大型零件的機床，首先需要具有非常堅固的鑄鐵結構，並配備具有散熱功能的主軸。

就機床主軸而言，必須採用內置冷卻技術，從軸承外部對主軸進行冷卻，以確保主軸本身不會因熱而燒壞或失去精度。在長期加工過程中膨脹。這些因素都很重要，因為大型模具的加工時間長，而且在重切削條件下，這會增加模具的熱量和應力。因此，機床的結構件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是加工大型優質鋁合金壓鑄模具的前提。因此，必須最大限度地限制機床在加工過程中的振動，並迅速散發加工過程中產生的熱量。選擇合適的加工機床和刀具可以在成本和周期時間方面實現雙贏。

2. 熱穩定技術

由於處理時間長，還必須考慮環境溫度的影響。例如，在普通機床上加工一個大型鋁合金壓鑄模具，當環境溫度變化10°C時，會引起機床立柱溫度變化6°C，從而引起0.07mm的變化主軸角板的平行度。因此，機床的設計必須考慮環境溫度的影響，避免環境溫度對加工零件精度的影響。

3。速度

對於可快速移動的大型模具加工中心，大型模具加工機床的主軸轉速至少應達到20000r/min，金屬切削速度應滿足762~20000mm/min。

4.精度

精密控制始終貫穿模具加工的各個階段。如果需要在加工中心上對大型模具進行粗加工和精加工，必須嚴格控制機床的定位精度和重複定位精度。大型模具專用加工中心一般定位精度為±1.5μm，重複定位精度為±1μm。同時，其間距精度應保持在5μm以內。

5. 反饋解析

對於高精度表面加工，機床本身的反饋分辨率對於檢測加工零件的精度非常重要。使用標準的 1μm 反饋分辨率，通常獲得的結果不是很令人滿意。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麼它的精加工效果幾乎沒有任何瑕疵。而且，通過對機床分辨率、刻度反饋和小節距滾珠絲槓的控制，可以進一步提高零件表面的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心使用的主軸必須滿足粗加工、半精加工和高質量精加工的要求，作為參考標準，能達到的表面加工質量應控制在2μm的水平。通常，合模面和分型線部分的精加工非常重要，但在傳統工藝下，很多模具製造商不得不採用手工拋光來彌補刀具加工精度的不足。由於大型加工機床造價昂貴，因此購買一台多功能機床進行這一加工顯然是不切實際的。

此外，合理的主軸設計必須能夠最大限度地延長刀具的使用壽命，使其在加工週期內能夠以低振動和低溫升繼續工作。例如在大型模具加工中心加工汽車儀表板模具時，如果用16mmCBN刀片做精加工刀具，加工速度可達8m/min，使用壽命超過30h，加工表面質量可控0.336～3.2μm內。可以看出，考慮到加工大型模具時刀具成本的增加，使用專門設計的大型模具加工機床不僅可以延長刀具的使用壽命，而且可以為加工每個模具節省大量的刀具成本。 .

7. 移動式多軸加工頭

由於模具尺寸和重量的限制，工件裝夾通常需要很長時間。因此，使用三軸加工中心不僅減少了工件的調試和裝夾次數，而且不影響機床的加工精度，從而大大提高了車間加工大件的生產能力。模具。

可移動的多軸加工頭可用於加工結構特別複雜的大型模具。根據可變幾何形狀設計的加工頭可實現 3 軸聯動加工。只需一次裝夾工件即可銑削加工深腔。模具和冷卻孔，以及切割許多其他具有復雜幾何形狀的零件。例如，當主軸以最佳角度傾斜時，可以增加加工頭與銑削加工點的接近度，從而可以使用多軸加工頭完成斜孔的加工。

另外，由於多軸加工頭加工工件表面，用刀具的半徑刃代替刀尖，可以提高表面粗糙度。

8. 芯片管理

金屬切削時會產生大量切屑。如果不能及時消除，勢必會導致二次切削，造成機床結構件或工件表面溫度升高。大型模具加工中心的工作台下通常有18個排屑孔，無論工作台移動到哪裡，都可以可靠地清除切屑。機床內置4條鉸鍊式排屑帶，將切屑高速輸送到機床前端。

9. 高壓冷卻液

在加工大型模具時，高壓冷卻液起著非常重要的作用。例如，使用2+3軸加工方式鑽斜孔時，需要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻液，才能有效去除切屑，實現更高的切削精度。如果沒有這種高壓冷卻液，加工斜孔時需要額外增加機床，需要二次安裝，降低了加工精度，增加了循環成本。根據以上分析可以看出，大型模具的簡單加工要求機床具有更多更好的功能。牧野研發的新型MCC2516VG 3軸臥式加工中心，主軸轉速可達15000r/min，並採用“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，確保主軸及其附屬軸承能及時有效地冷卻。

此外，主軸不僅可以沿水平X軸、垂直Y軸和前後Z軸方向移動，還可以隨A軸和C軸旋轉。具有兩種分度功能，不僅可以減少調整的工作量，還可以切割複雜的工件，如保險槓、儀表板、汽車大燈鏡片等。

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