新的加工战略节省模具制造时间

HEATS

作为钢板、管子和型材的冷成型加工专业厂家的Eckol公司（www.eckold.de），面向工业和手工业提供标准模具和专用模具。这个拥有130名职工的企业，一个显示能力的实例是向轿车工业提供轿车后轴车轮罩的成型模。对于由抗拉强度800N/mm2高强度钢制作的模具，对其内、外轮廓上自由曲面的铣削，在很大程度上是决定费用和质量的工序。这种铣削工艺特别适合于用来加工圆形外轮廓和同其平缓衔接的圆柱表面。铣削时，相对成品轮廓要留有0.3mm的加工余量为最后的精加工作准备。生产负责人Klaus Bremer对迄今采用装有圆刀片的刀具粗铣和半精铣外轮廓时觉得加工时间太长，对刀具的耐用度也并非满意，这促使Bremer和他的小组寻求加工成型模具的新途径。

共同制定加工战略

由于在Eckold厂使用由Ingersoll公司提供的各种不同类型的大量铣刀，所以Eckold和切削刀具专家间除了进行定期的经验交流之外，还经常讨论刀具的合理应用和铣削战略。因此，生产工段长很容易把Ingersoll的技术顾问的建议吸收到他的思考中。
迄今为止，成型模采用的是装有（Φ10mm）圆刀片的直径为Φ35mm的套装式铣刀进行粗加工的，采用的切削速度Vc=180m/min， 转速n=1640r/min， 进给速度Vf=1500mm/min 和切削深度ap=1.5mm，切削时间为1小时35分钟。对于轮廓加工，Ingersoll的战略是基于三步加工：粗加工、半精加工和精加工。对于关键的粗加工工序，技术顾问推荐采用装有3个可转位刀片的直径为Φ32mm的Form Master-Speed粗加工—成形铣刀。条件是铣刀刀柄采用SK50（即7：24圆锥工具柄，规格为50—译注），铣刀悬伸约80mm。这样，即使在较高进给速度的情况下，刀具也不会产生振动，并以所要求的精度进行加工。第一步，采用现有的标准刀具Form Master-Speed15VIE粗加工半径为24mm、高度为155.4 mm的圆弧曲面，通过粗铣铣去上面轮廓上2-3 mm的加工余量。这样，在第二步采用另一把Ingersoll的直径为Φ25mm的立铣刀（型号HiPos12JIF）进行半精铣。可以为精加工留0.5mm的加工余量。

加工模具用的成形铣刀

Form Master-Speed拧装式铣刀和套装式铣刀刀具系列是专门为粗加工和半精加工二维和三维轮廓而开发的，可提供的拧装式成形铣刀，型号为15VIE，有七种结构型式，直径从20mm至42mm，分别装有2、3或4个可转位刀片。双刃可转位刀片的特点设有能使切屑打卷的断屑槽。刀片有一个10度的正的轴向角，这个正的轴向角可以确保切入特别软的轮廓，在切削时，切削力主要作用于轴向。由于可转位刀片的长度有8或13 mm并采用压爪将刀片牢固夹紧在刀座上，故在加工合金钢时切削速度可达160～200m/min，在加工灰铸铁时采用200～350m/min的切削速度是不成问题的。铣刀设计的切削深度可达1.5mm，由于铣刀具有较高的刚性和合适的刀片几何角度，也就特别适合于切削铬镍钢。由于可转位刀片直径对切削深度ap的合适的比例，有利于使每齿的进给量fz达到1.5～3mm。 & l- @# n6 [' y& Q! s! [

优化：采用Form Master-Speed成形铣刀对车轮罩成型模
的圆弧轮廓进行粗铣，特别是对从圆弧曲面至圆柱面拐角的过渡曲
面的加工，对铣削程序和铣刀的精度提出了较高要求

粗加工时，可节省35%的时间

在与竞争对手厂相同的切削条件下，直径为32 mm、型号为15VIE的Form Master-Speed成形铣刀在Deckel Maho公司型号为125P Hi-dyn的加工中心（主轴锥孔SK50，30kW驱动功率）上，加工成型模采用的切削用量为：背吃刀量ap=0.7mm，切削速度Vc=180m/min和转速n=1800r/min。当然，Ingersoll的铣刀可允许采用Vf=8000mm/min的进给速度和fz=1.5 mm/齿的进给量进行铣削加工，因此可比先前所采用的刀具节省35%的加工时间。同时，Form Master-Speed成形铣刀所具有的较高的耐用度也是非常令人满意的。即使在50分钟的基本时间之后，几乎也看不出刀具的磨损，从而可以延长更换刀片的时间。由于刀具高的耐用性而显著降低了刀具的费用，而与此无关的另一个因素则对机床小时折旧费产生了有利影响：即使在特别高的进给速度（8000mm/min）情况下，表明只有20%的主轴载荷。

成功的战略转变和刀具的更换

在Eckold工厂，经首次试验后，对于试验的结果十分满意：“在粗加工时节省35%的时间是一个十分出色的成果。”生产负责人Klaus Bremer这样称道。“而限制我们的还有精加工，根据已开始讨论的战略，要进行精加工的优化工作，”Bremer确信，同Ingersoll公司一起能找到一种办法来改善客户成本方面的压力。Bremer说：“今后，在进行这种优化的过程中，要重新探讨和评估模具的整个铣削加工。也需要确定新的工件夹紧装置，能使成型模具在电磁夹紧工作台上快速而精确地进行固定。”【MechNet】