Métodos comunes de procesamiento de moldes
Resumen: este artículo presenta los métodos de mecanizado de piezas de moldes y la formulación de procedimientos de proceso tomando como ejemplo el proceso de mecanizado CNC de alta eficiencia de núcleos de moldes de cajas eléctricas, combinado con mis muchos años de experiencia en moldes de inyección. experiencia en procesamiento, de manera incisiva Este artículo presenta la preparación de procedimientos eficientes de procesamiento de fresado para piezas de moldes, con la esperanza de ser de cierta ayuda y referencia para el personal técnico y de ingeniería.
Palabras clave: Tecnología de procesamiento de moldes CAD/CAM
1. Introducción
En la formación y fabricación de moldes modernos, debido al diseño cada vez más complejo de formas y superficies. del molde, la proporción de superficies de forma libre continúa aumentando, lo que plantea requisitos más altos para la tecnología de procesamiento de moldes, es decir, no solo se debe garantizar una alta precisión de fabricación y calidad de la superficie, sino también la belleza de la superficie procesada. perseguido. Con la continua profundización de la investigación sobre la tecnología de mecanizado de alta velocidad, especialmente impulsada por el desarrollo continuo del procesamiento de máquinas herramienta, sistemas CNC, sistemas de herramientas, software CAD/CAM y otras tecnologías relacionadas, la tecnología de mecanizado de alta velocidad se ha utilizado cada vez más en el fabricación y procesamiento de moldes. La tecnología de mecanizado de alta velocidad ha tenido un gran impacto en la tecnología de procesamiento de moldes, cambiando los procesos complejos y prolongados utilizados en el procesamiento de moldes tradicionales, como "recocido → fresado → tratamiento térmico → rectificado" o "procesamiento por descarga eléctrica → rectificado y pulido manual".
Sin embargo, en la práctica, para mejorar la eficiencia del procesamiento de los moldes, no podemos perseguir ciegamente el procesamiento de alta velocidad. A veces, para ahorrar costos de producción y mejorar la eficiencia de la producción, se deben implementar métodos de procesamiento de alta eficiencia. adoptado para que parte de los procedimientos de procesamiento se puedan realizar en máquinas herramienta ordinarias y se puedan completar de manera eficiente. Esto requiere que los diseñadores recopilen una tecnología de procesamiento de moldes razonable para mejorar la eficiencia de procesamiento del molde, reducir el costo de fabricación del molde y acortar el ciclo de fabricación del molde.
2. Métodos de mecanizado de piezas de molde
Al procesar piezas de molde utilizando métodos de procesamiento mecánico, se debe prestar especial atención al material, la forma estructural, el tamaño, la precisión y la vida útil del molde. Piezas De acuerdo con diferentes requisitos, se adoptan métodos de procesamiento y rutas de proceso razonables. Utilice equipos de procesamiento tanto como sea posible para garantizar la calidad del procesamiento de las piezas del molde, reducir la carga de trabajo de las reparaciones del instalador, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos.
La aplicación de los métodos de mecanizado comúnmente utilizados en el procesamiento de piezas de moldes se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Posibles rugosidades y aplicaciones de los métodos de mecanizado comúnmente utilizados
3. Formulación de procedimientos y estrategias de proceso de procesamiento de moldes eficientes
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Los procedimientos de proceso deben formularse en base a los objetos de procesamiento y combinarse con las condiciones reales de producción de la empresa. Deben ser técnicamente avanzados y económicamente razonables. Los pasos generales y los contenidos básicos incluidos en la formulación de las regulaciones del proceso de procesamiento de piezas de moldes se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Regulaciones del proceso de mecanizado
2. Estrategia del proceso de mecanizado CNC
1) Mecanizado de desbaste
El objetivo principal del mecanizado de desbaste de moldes Es Perseguir la tasa de eliminación de material por unidad de tiempo y preparar el perfil geométrico de la pieza de trabajo para el semiacabado. Durante el proceso de mecanizado en desbaste, mediante el uso de software CAD/CAM extranjero avanzado, se pueden tomar las siguientes medidas para mantener constantes las condiciones de corte, obteniendo así una buena calidad de mecanizado.
(1) Carga de corte constante;
El área de la capa de corte y la tasa de eliminación de material constantes se obtienen mediante cálculos para equilibrar la carga de corte y la tasa de desgaste de la herramienta para mejorar la vida útil de la herramienta y la calidad del mecanizado;
(2) Evite cambios bruscos en la dirección de avance de la herramienta;
(3) Evite enterrar la herramienta en la pieza de trabajo. Por ejemplo, al procesar la cavidad del molde, debe evitar insertar la herramienta verticalmente en la pieza de trabajo y, en su lugar, utilizar un método de corte inclinado (el ángulo de inclinación común es de 20 ° a 30 °. Es mejor utilizar un método de corte en espiral para reducir). la carga de la herramienta; al procesar el núcleo del molde, primero debe intentar cortar desde el exterior de la pieza de trabajo y luego cortar la pieza de trabajo horizontalmente.
(4) Cuando la herramienta corta dentro o fuera de la pieza de trabajo; , debe intentar utilizar un corte inclinado (o en arco) hacia adentro y hacia afuera para evitar el corte vertical.
(5) El corte en ascenso puede reducir el calor de corte, reducir la tensión de la herramienta y el endurecimiento por trabajo. y mejorar la calidad del procesamiento.
2) Semiacabado
El objetivo principal del semiacabado de moldes es hacer que la forma del contorno de la pieza de trabajo sea suave y que el margen de acabado de la superficie sea uniforme. importante para los moldes de acero para herramientas porque afectará el cambio del área de la capa de corte de la herramienta y el cambio de la carga de la herramienta durante el acabado, afectando así la estabilidad del proceso de corte y la calidad de la superficie de acabado.
El mecanizado de desbaste se basa en el modelo de volumen (Modelo de volumen), y el mecanizado de acabado se basa en el modelo de superficie (Modelo de superficie). El sistema CAD/CAM desarrollado anteriormente tiene una descripción geométrica discontinua de la pieza, ya que no existe información intermedia que describa el modelo de mecanizado después del mecanizado de desbaste y antes del mecanizado de acabado, la distribución del margen de mecanizado restante y el margen de mecanizado restante máximo en el mecanizado de desbaste. superficie Todos son desconocidos.
Por lo tanto, la estrategia de semiacabado debe optimizarse para garantizar que la superficie de la pieza de trabajo tenga un margen de mecanizado restante uniforme después del semiacabado. El proceso de optimización incluye: cálculo del contorno después del mecanizado de desbaste, cálculo del margen de mecanizado restante máximo, determinación del margen de mecanizado máximo permitido y seccionamiento del perfil donde el margen de mecanizado restante es mayor que el margen de mecanizado máximo permitido (como transiciones como ranuras y esquinas). El radio es menor que el radio de la herramienta de desbaste) y el cálculo de la trayectoria del centro de la herramienta durante el semiacabado, etc.
La mayoría del software CAD/CAM de procesamiento de moldes existente tiene la función de analizar el margen de mecanizado restante y puede adoptar estrategias de semiacabado razonables basadas en el tamaño y la distribución del margen de mecanizado restante. El software CIMATRON proporciona CLEAN UP para limpiar las esquinas con un gran margen de mecanizado restante después del mecanizado en desbaste para garantizar un margen de mecanizado uniforme en procesos posteriores. El fresado local del software Pro/Engineer tiene funciones similares. Por ejemplo, el valor restante del margen de mecanizado del proceso de fresado local es igual al del mecanizado en desbaste. Este proceso solo utiliza una fresa de diámetro pequeño para eliminar las partes sin cortar del mecanizado en desbaste. esquina y luego realizar el semiacabado; si el valor restante del margen de mecanizado del proceso de fresado local se toma como el margen de mecanizado restante del semiacabado, este proceso no solo puede limpiar las esquinas que no se cortan mediante desbaste, sino también. semiacabado completo.
3) Acabado
La estrategia de acabado del molde depende del punto de contacto entre la herramienta y la pieza, y el punto de contacto entre la herramienta y la pieza cambia con la pendiente de la superficie mecanizada y el radio efectivo de la herramienta cambian con los cambios. Para el procesamiento de superficies curvas complejas compuestas de múltiples superficies curvas, el procesamiento continuo debe realizarse en un solo proceso tanto como sea posible en lugar de procesar cada superficie curva por separado para reducir la cantidad de veces que se levanta y baja la cuchilla. Sin embargo, debido al cambio de pendiente de la superficie durante el procesamiento, si solo se define la cantidad de corte lateral (paso por encima) del procesamiento, la distancia real del paso puede ser desigual en superficies con diferentes pendientes, afectando así la calidad del procesamiento. La forma en que el software CIMATRON resuelve el problema anterior es utilizar Limpiar entre pasadas (limpiar la altura del área restante entre las cuchillas) para ajustar la distancia del paso mientras se define la cantidad de corte lateral. La forma en que el software Pro/Engineer resuelve el problema anterior es definir la altura del área residual de la superficie de procesamiento (máquina Scallop) mientras se define la cantidad de corte lateral. En general, el radio de curvatura de la superficie de acabado debe ser mayor que 1,5 veces el radio de la herramienta para evitar cambios bruscos en la dirección de avance. En el acabado del molde, cada vez que la pieza de trabajo se corta dentro o fuera de la pieza de trabajo, la dirección de avance debe cambiarse mediante transferencia en arco o curva tanto como sea posible, y se debe evitar la transferencia en línea recta para mantener la estabilidad del corte. proceso.
IV.Ejemplos de procesamiento eficiente
En la producción de moldes moderna, a medida que aumentan los requisitos funcionales de los productos, la estructura interna del producto se vuelve cada vez más compleja y la estructura del molde correspondiente. También se complicará.
A continuación se describe el nuevo método de diseño y proceso de fabricación utilizado en la fabricación de moldes de plástico para cajas eléctricas: primero, utilice software CAD/CAM avanzado como Pro/ENGINEER o CIMATRON para realizar el diseño gráfico 3D del producto. luego diseñar la estructura del molde de acuerdo con las características del producto, generar los dibujos físicos y de ingeniería de la cavidad del molde; luego dibujar el diagrama del proceso de mecanizado CNC de acuerdo con las características de la cavidad del molde en CIMATRON, formular la ruta del proceso de mecanizado CNC; , ingrese los parámetros de mecanizado y genere la ruta de la herramienta; finalmente Realice una simulación dinámica de mecanizado tridimensional, genere programas de procesamiento y transfiéralos a máquinas herramienta CNC para su procesamiento automático.
En el procesamiento real, se deben fijar cuatro bloques de hierro cuadrados en el núcleo del molde con tornillos hexagonales y luego los cuatro bloques de hierro cuadrados se pueden fijar en el banco de trabajo de la máquina herramienta.
Figura 1 Diagrama del núcleo del molde de la caja eléctrica
Lo siguiente se basa en los núcleos del molde fijos y móviles del molde de la caja eléctrica (como se muestra en la Figura 1, el material del núcleo del molde móvil es P20, y el material del núcleo del molde fijo es (2738, después del tratamiento de enfriamiento y revenido, la dureza es aproximadamente HRC32) como ejemplo, los puntos clave se explicarán en este proceso de procesamiento.
Para reducir la longitud, este artículo supone que solo involucra la pieza de fresado CNC después de generar el modelo de proceso de mecanizado tridimensional.
Tabla 3 Proceso de mecanizado CNC de núcleo de molde móvil
Tabla 4 Proceso de mecanizado CNC de núcleo de molde fijo
Conclusión
CNC La programación es En la actualidad, uno de los enlaces más efectivos en el sistema CAD/CAPP/CAM juega un papel importante en la realización de la automatización del diseño y el procesamiento, mejorando la precisión y la calidad del procesamiento y acortando los ciclos de desarrollo de productos. Utilice software avanzado como CIMATRON o Pro/ENGINEER para el modelado tridimensional y luego determine la cavidad del molde y la superficie de separación de acuerdo con las características de la cavidad del molde, y genere dibujos sólidos de la cavidad del molde, dibujos de ingeniería y dibujos de procesos de procesamiento. De acuerdo con las funciones del sistema CAM, la información del proceso de mecanizado se obtiene de la base de datos CAPP, se controla la ruta del proceso de procesamiento de componentes, se ingresan los parámetros de mecanizado y luego se compila la ruta de la herramienta en el CAM, los tres -Se realiza una simulación dinámica del mecanizado dimensional, se genera el programa de mecanizado y se envía a las máquinas herramienta CNC para su procesamiento automatizado completo.
Estos pasos de procesamiento son el proceso y la tendencia de desarrollo de la producción de moldes moderna. Simplifican la producción de núcleos de moldes complejos en la producción automatizada por CNC de una sola pieza mecánica. Se pueden utilizar todos los procesos de programación de mecanizado CNC y diseño de moldes. El software CAD/CAM se realiza en la computadora. Cambia el método tradicional de fabricación de moldes, acorta efectivamente el ciclo de fabricación de moldes y mejora en gran medida la calidad, precisión y eficiencia de producción del molde.
Referencias:
[1] Editado por Li Weiguang. Tecnología de fabricación moderna. Beijing: Machinery Industry Press, 2001.
[2] Grupo de redacción del manual de diseño de moldes de plástico. Manual de diseño de moldes de plástico [M] Beijing: Machinery Industry Press, 2002