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从铸造到机加工的快速路

美国 Northeast 轮胎模具公司是轮胎模具生产的专家,它是许多 OEM 轮胎制造商的供应商,每年生产大约 500 个不同的轮胎模具。该公司最近完成了从铸造模具到机加工模具的转变。

 

右上图:在进行包括插铣与螺纹铣削的多次加工之前,模具容器的起始装态是 1020 号钢的气割板材。左上图:在轮胎压机上正在运行的一个模具。

 

许多年以前,Northeast 轮胎模具的持有者 Chris Sipe 意识到在行业中占据领先地位的唯一方法就是通过技术取胜。他决定投资新设备使得工厂能在模具上直接加工出胎面花纹,与典型的铸造工艺有很大的不同。

直接加工的模具比铸造模具的精度更高,它只需要最小量的清洗和去毛刺。此外,直接加工的模具由 8-12 个模块组成,假如其中一个模块遇到问题,这个部分可以被迅速地重新加工而非重新铸造整个模具。

增加这种能力要求对新设备进行大量投资。Sipe 先生选择了他觉得非常适合于该应用的 Alzmetall 加工中心。但是在投资设备前,他组建了一支由 Northeast 员工和供应商组成的团队来为采购做咨询,以帮助优化新设备的选择与加工操作。

团队中的一员是来自山高刀具的技术专家 Dave IvoryNortheast 对山高的信心基于 12 年的长期合作关系。“当我们有了第一台车削加工中心时,我们便开始与山高的合作,”Northeast 的副总裁 MikeChristie 说。“我们与他们一起工作,因为他们拥有最好的服务”。

“我们向 Dave 展示了我们希望制造的零件并让他分析机床的功率、主轴转速和冷却液压力,所以我们能组合成一个将最优化机床能力的刀具包。”

由于直接加工的分块模具涉及到各种不同的部件,它们必须要在一个装在压机上特制的容器内进行组装,将所有的部件夹持在一起进行固化处理。最后,Northeast公司为轮胎面加工投资了一台 Alzmetall五轴加工中心,而且为容器的加工投资了一台 Alzmetall 四轴加工中心。

 

加工工艺

 

Northeast 的车间用作容器的材料状态是1020号钢的气割板材,它就像一个大型的扁平救生圈或垫圈,其外直径高达1424 m

这些巨大的垫圈首先运行在一台Defum的三轴车削中心上,采用山高的硬质合金可转位车削刀具(DNMG432TP2000)进行粗加工。接下来的孔加工是在一台 Alzmetall 的四轴机床上进行的。“容器的顶部看上去真的很像一块瑞士奶酪”,Ivory 先生说。“它的上面有这么多不同的孔与凹槽”。

容器加工过程中最耗时的部分应当是九个深度 51mm、宽 76 mm 的型腔,它们沿圆周方向均布。在原先的机床上,这是一个耗时六个小时的加工。随着换成了新机床,我们能将山高 R217.20 快速进给铣刀用于插铣加工,这个时间被降至 34分钟。

在插铣加工后,容器将进入到钻削加工。首先,72 个直径为 7mm 的孔采用山高的 Feedmax 整体硬质合金钻头进行钻削,使用 7XD 规格来满足深度要求就需要选用 SD-207 并采用 7500 RPM 134 mm/min 的切削参数。然后,使用山高的整体硬质合金螺纹铣刀Threadmaster对每个孔进行螺纹铣削。

接着,使用山高 CrownLoc 皇冠钻对46 个尺寸范围从 13mm 20mm 的孔进行钻削。可换的皇冠刀头使其能采用很高的切削速度,比如 SD-100 运转于2,350 RPM 520 mm/min 以降低加工成本。这些参数加工高精度的孔,为螺纹铣削的精加工做好准备。最后,四个大孔采用山高的 Perfomax 钻头来加工,这种高强度的可转位钻头能运用很高的金属切除率。

 

节省时间

 

“总而言之,”Sipe 先生说,“最初我们从一天生产一个零件发展到如今一天生产四个零件。最大的时间节省则是插铣加工,我们几乎要比原先快 19 倍。”

“我们的目标是解决难加工、极具技术难度的模具。我们希望采用最好的机床以及与其相关的每样东西,地基、刀柄夹头、第一流的原料…,而且我们认为山高是这个技术团队至关重要的一部分。”

 

 

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