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鋁制模具是模具行業人士人非常關心的一個熱門話題,用鋁材作為一種較高成本效益的方法來生產模具具有很多優勢,可以進一步提高企業的競爭力。由于優勢非常明顯,因而模具制造的周期縮短,從而降低了生產成本,再加上這種模具具有更好的導熱性,這**意味著生產周期可大大縮短??傊?,探討有關電鍍鋁制模具的問題,對于考慮使用這類模具的人們而言是很合時宜的。歷史和應用將鋁制模具應用于注塑工藝并不****是一個新的概念。**初,原型模具普遍采用鋁材制造,而且汽車工業應用這類模具已經有很多年的歷史了,現已逐漸的在汽車行業以外的企業中流行起來。越來越多的客戶提出了這樣一個問題:如何延長這些模具的使用壽命,以使其能夠適用于有限的生產?隨著這種趨勢的發展,客戶們開始探討將鋁制模具作為真正的生產工具,甚至還提出了更多的問題,例如:(1)模具可能需要電鍍的**終表面光潔度應達到什么水平才能更好地使零件脫模?(2)它是否要求達到類似于紙質的表面光潔度還是鉆石般的表面光潔度?它是否需要采用噴丸拋光處理?(3)需要達到什么樣的要求才能防止其腐蝕和磨損?在加工處理模具前,所有這些問題都應該得到很好的解答。由于新技術和鋁制模板的開發,特別是為了注塑模的設計,鋁制模具也越來越普遍地用于吹塑模、R.I.M.模、橡膠模、結構發泡模及R.T.M.模等領域。盡管它可能不適合于所有應用領域,但事實上,其使用變得越來越普遍。延長使用壽命每個人都希望能夠延長模具的生產使用壽命,例如采用傳統的工具鋼制造模具,其表面采用硬質鉻或鎳金屬電鍍,或采用更為專業化的工程涂料,這樣做可以防止其表面磨損或腐蝕,促使其更好的脫模。此后,為了尋求同樣的目標,開始采用鋁制模具,并找到了切合實際的解決辦法。光澤度水平為了能夠注塑成型生產出裝飾性較好的零件,除了延長模具的使用壽命之外,制造商還希望鋁制模具的表面能夠保持一定程度的光澤度,因此建議采用非電鍍的鎳噴涂工藝,因為這種方法有助于延長模具表面光潔度的壽命,使其生產裝飾性零件相對比較容易。由于鋁材的質地較軟,如果不采用表面涂層,**容易被塑料磨損,加速其損壞程度,從而改變注塑成型件的光澤度。非電鍍鎳涂層可使模具表面增加50RC,使其足以保護和延長模具表面的光澤度和結構。表面光潔度更有利的是,非電鍍鎳涂層可以比鋁材本身獲得更好的表面光潔度質量,但必須指出的是,在模具可以電鍍前,首先需要進行一些表面處理。例如,為了使其能夠達到透鏡級的質量水平,建議首先將鋁制模具的表面加工到SPIA-3級光潔度水平,然后在其進一步拋光前,再應用0.0003~0.0005的高磷非電鍍鎳涂層,使其達到鉆石級質量的光潔度水平。從另一方面來說,這種工藝節約了大量的時間和成本費用。在通常情況下,鋁材也會帶來各種不同的缺陷,但憑肉眼往往是看不見的,只有在注塑成型的零件上才能很清楚地看到,這必將導致材料的浪費,以及返回試驗臺重新試驗的時間,以分析和糾正所產生的問題。非電鍍鎳涂層將有助于在模具投產前消除這些缺陷,或將這些缺陷降到****。由于非電鍍鎳涂層均勻地沉積在模具所有的表面上,因此它將全面地覆蓋整個零件,包括所有的螺紋孔和銷釘孔等,這實際上提高了鋁制模具的結構完整性。另外一個優勢是,非電鍍鎳涂層的應用將不會影響鋁材的特性,因為它是在180℃的低溫條件下應用。AluminumInjectionMold公司的總裁DavidBank先生是鋁制模具的倡導者之一,他喜歡在鋁模上使用氮化硼鎳涂層?!拔沂褂玫疰囃繉佑袃蓚€原因:其一,當制造的模具用于加工較低百分比的玻璃填充材料時,能夠達到耐磨的目的;其二,當制造的模具用于加工PVC一類的材料時,可起到防腐的作用?!盉ank先生說,“在這兩種情況下,使用幾種帶有涂層的模具能夠獲得巨大的成功。氮化硼鎳涂層應用的效果很好,與鋁材有很好的親和力,但在必要時可以剝離。無論您選用的涂層是出于什么樣的理由,總之選用氮化硼鎳涂層是一個非常****的策略?!狈栏Wo和水線如果腐蝕是一個令人關心的問題,那么采用鎳-聚四氟乙烯涂料、氮化硼鎳涂層和非電鍍鎳涂層將能夠起到****的防腐作用。使用了上述各類工程涂層中的任何一種涂層后,模具在停產不用期間,再也沒有必要往模具上噴涂其他的保護層和防腐層。水線也可從鋁制模具的非電鍍鎳涂層中獲益。如果使用**沒有必要擔心有關水線的收縮或白色類似于鱗狀的涂層了,它可以降低加工周期,因為電鍍材料實際上可以消除這些問題。因此,在應用前只要將插頭未從模具中拔出,那么當整個模具被噴涂以后,水線也**會被噴涂層所覆蓋。在50RC時,直接噴涂的非電鍍鎳涂層能夠起到一般性的防磨損保護作用,不過可以通過PVC氣體獲得****的保護;鎳-聚四氟乙烯涂層在50RC時,對防護磨損具有中等保護作用,并且可以提高潤滑性,以及起到良好的防腐作用;而氮化硼鎳涂層在54RC時,具有極好的耐磨保護性,而且還具有良好的脫模性能和防腐保護作用。還應當指出的是,鋁材有不同的等級,需要采用不同的處理方法,以****其對任何電鍍材料都有適當附著力。因此,了解您的基材總是非常有益的,或是找到一個具有一定裝備的電鍍經銷商為您提供分析。這樣可以****使您在滑板、模具閉合、分型線和其他模具元件上達到****的附著力。毫無疑問,長期用于注塑成型生產的鋁制模具的使用趨勢將會持續下去,而且無疑也將會開發出一系列更新穎的鋁合金材料,以適應和滿足不同模具的生產和應用需求。無論遵循這條原則會出現什么樣的情況,但總是有一種工程涂層可以用來提高產品的質量和延長模具的使用壽命,這是非常簡單的事情,提供電鍍服務的經銷商有很多經驗和資源可以幫助人們去實現這個愿望。
加工中心對刀具的基本要求主要體現在以下幾方面:1)良好的切削性能:能承受高速切削和強力切削并且性能穩定;2)較高的精度:刀具的精度指刀具的形狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度;3)配備完善的工具系統:滿足多刀連續加工的要求。加工中心所使用刀具的刀頭部分與數控銑床所使用的刀具基本相同,如圖4.8所示。加工中心所使用刀具的刀柄部分與一般數控銑床用刀柄部分不同,加工中心用刀柄帶有夾持槽供機械手夾持。自動換刀裝置1.自動換刀裝置概述在加工中心加工零件的過程中換刀動作是由自動換刀裝置完成的。自動換刀裝置應該滿足換刀時間短,刀具重復定位精度高,刀具儲存數量足夠,結構緊湊,便于制造、維修、調整,應有防屑、防塵裝置,布局應合理等要求。同時也應具有較好的剛性,沖擊、振動及噪聲小,運轉安全****等特點。自動換刀系統由刀庫、選刀機構、刀具交換機構(如機械手)、刀具在主軸上的自動裝卸機構等部分組成。2.自動換刀方式的分類自動換刀方式分為兩大類:一是由刀庫和主軸的相對運動實現刀具交換。用這種形式交換刀具時,主軸上用過的刀具送回刀庫和從刀庫中取出新刀,這兩個動作不能同時進行,選刀和換刀由數控定位系統來完成,因此換刀時間長,換刀動作也較多。二是由機械手進行刀具交換。由于刀庫及刀具交換方式的不同,換刀機械手也有多種形式。3.刀柄的形式刀具必須裝在標準的刀柄內,我國TSG刀具系統規定了刀柄標準,有直柄及7∶24錐度的錐柄兩類。4.刀具的夾持形式機械手對刀具的夾持方式主要有兩種:1)柄式夾持:刀柄前端有V形槽,供機械手夾持用,目前我國數控機床較多采用這種夾持方式。2)法蘭盤式夾持:也稱徑向夾持或碟式夾持,法蘭盤式夾持方式、換刀動作較多,不如柄式夾持方式應用廣泛。5.自動換刀的工作原理下面以EV-810A立式加工中心為例,來說明自動換刀系統的工作原理。該自動換刀系統由盤式刀庫和刀具交換裝置組成。刀庫安裝在機床立柱的左側,刀庫容量為24把刀具,換刀機械手安裝在刀庫和主軸之間。機械手將刀具從刀庫中取出送至機床主軸上,然后將用過的刀具送回刀庫。其自動換刀動作過程簡述如下:1)刀套下轉90°;2)機械手轉75°;3)機械手拔刀;4)刀具位置交換;5) 機械手插刀;6)機械手逆時針轉75°;7)刀套上轉90°。該機床使用回轉式單臂雙手機械手換刀。在自動換刀過程中,機械手要完成抓刀、拔刀、交換主軸上和刀庫上的刀具、插刀和復位等動作,這些動作由氣壓系統來控制完成。這種自動換刀系統結構簡單,換刀****,換刀動作也少,得到了廣泛應用。刀庫和刀具管理1.刀庫的形式加工中心上普遍采用盤式刀庫和鏈式刀庫。密集型的鼓刀庫或格子式刀庫雖然占地面積小,但由于結構的限制,很少用于單機加工中心。密集型的固定刀庫目前多用于FMS中的集中供刀系統。盤式刀庫一般用于刀具容量較少的刀庫,而鏈式刀庫一般刀具數量在30~120把,刀具數量大時多采用鏈式刀庫。2.自動換刀的選刀方式1)順序選刀:將刀具按預定工序的先后順序插入刀庫的刀座中,使用時按順序轉到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內,也可以按加工順序放入下一個刀座內。特點是不需要刀具識別裝置,驅動控制也較簡單,工作****。但刀庫中每一把刀具在不同的工序中不能重復使用,為了滿足加工需要只有增加刀具的數量和刀庫的容量,這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外,裝刀時必須十分謹慎,如果刀具不按順序裝在刀庫中,將會產生嚴重的后果。這種方式現在已很少采用。2)軟件選刀方式:特點是刀具在刀庫中任意放置,刀具編號可任意設定;刀具表中刀具號與刀套號的對應關系應始終與刀具在刀庫中的實際位置對應;計算機通過查刀具表識別刀具;換刀時,通過軟件修改刀具表,使相應刀具表中的刀號與交換后的刀號一致。