为了生产espresso咖啡机的喷嘴,Schaub公司从接到订单起仅用了6个星期就加工出了注塑模具并通过了测试。这家瑞士的工具公司使用GF阿奇夏米尔的高速和高性能加工中心以及放电加工机床出色地完成了这个任务。
铣削技术和放电加工的优化组合
Schaub工具公司成立于1980年, 共有12名员工,是专业模具制造商。从成立之初,这家位于瑞士图而高州维里斯多夫的公司就忠实于GF阿奇夏米尔的电加工机床,经过几年的发展,他们也逐渐添置了同样来自GF阿奇夏米尔的高速铣削机床。有了这些机床,Schaub公司就可以毫无问题地加工各种复杂形状及抛光表面的高质量模具。加工用于生产espresso咖啡机出水嘴的双注塑模具的实例显示了Schaub公司采用两种工艺技术的结合来获得最优的经济性和效率。
图一 图二 图三
图一:注塑模镶件的CAD和CAM都是由Cimatron准备的
图二:所有组件的镶件都由CAD工具设计成用不同颜色标记的形式
图三:CAM数据还包括GF阿奇夏米尔加工中心的铣削轨道和计划
贯穿连续性的编程和装夹系统
通过出水口的CAD模型,Schaub公司设计了满足1百万件产量的使用寿命的双腔注塑模。将使用A1.2343调质钢和硬度为54HRC的淬硬钢作为模具功能部件的材料。CAD和CAM数据都使用Cimatron软件编制, 还使用了C i m a -tron的Quickelectrode模块来进行电极的设计。电极的装夹、工件和模具镶件的校准也具有连续性,都是在Erowa的预设定工作站中进行托盘化处理。通过这些手段,避免了由于频繁地手动装载和转换所带来的精度损失。
同步的加工顺序
加工双腔注塑模时,Schaub 公司安排了3个平行的工序:电极加工、模具镶件加工和模架的加工。采用铜电极以保障Ra0.1μm的表面光洁度和准确的复杂型面。粗加工电极采用了0.5mm的收缩量,精加工电极采用0.2mm的收缩量,都采用MIKRON HSM 400高速铣削加工中心进行加工。同时,镶件部分也采用高速铣削进行型腔的预加工、打孔,镶件的外轮廓则由ROBOFIL310线切割机床加工,加工余量为0.5mm。镶件经过淬火后采用成形磨削、再用MIKRONHSM 400高速铣削加工后最终由ROBOFORM 40电火花成形加工。作为第三个平行的工序,模架加工包括了模架标准部分、模具型腔、冷却系统、孔系、支杆和顶针。双腔注塑模的整体公差要求在±10μm以内,装配和性能测试是其生产的最后一个步骤。铣削和放电加工各占整体生产时间的30%,因此可以看出它们在精密加工手段中的主导地位。
模架中所有部件的加工都是在MIKRON VCE 800W Pro上加工的
图一 MIKRON HSM 400用来加工铜电极 图二所有的镶件都是在MIKRON VCP600上预加工的
技术模具的定义很难解释清楚。如今的合成零件要承担着不同的功能。以前低成本加工的那些装饰性零件,如今功能性和材料都是最优先考虑的。因此,技术性模具的制造需要生产用来加工导电复合材料、低粘性树脂或碳化纤维玻璃等材料的模具。另外,这些零件的功能性不仅要符合设计的要求,还必须和金属零件一样,通过涂层来屏蔽电信号、起到支撑或牵拉的作用,还要完美地和其他零件匹配,马上可以投入使用。因此技术类模具通常都配置有阀门、旋转件和模芯、复杂的冷却系统和集成的装配功能,这就需要模具生产商具备不同生产工艺涉及的不同学科的知识。
模具镶件、模芯和最终生产出的喷嘴零件都显示了镜面加工效果
高精度和高速铣削加工中心、电火花成形加工和线切割的娴熟应用、先进的电极加工和几十年的模具核心加工技术的发展应用是Schaub模具公司在技术模具制造领域获得成功的原因。
复杂形状、微细结构、抛光表面、难脱模的形状、深窄槽和高轮廓精度要求是技术模具的突出特点,它对人员和机床都有着最高的要求。
(瑞士GF阿奇夏米尔集团)
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