以車代磨為模具（jù）行業帶來新（xīn）技術變（biàn）革-特（tè）種加工機（jī）床網-數控機床市場網

您（nín）現在的位置：特種加工機床網> 技術前（qián）沿>以車代磨為（wéi）模具行業帶來新技術變革

以車代磨為模具行業帶（dài）來新技術變革

2023-3-10 來源：達諾（nuò）巴特（tè）集團作者（zhě）：-

在模（mó）具行業，硬質合金（jīn）材料經常用於衝壓、拉（lā）伸和擠出模具。由於硬質合金材料具有極強的耐磨性，且這些模具具有複雜的輪廓，需滿足極高（gāo）的輪廓精度和（hé）表（biǎo）麵光潔度，因此傳統上采用磨削工藝，由（yóu）專用的金剛石砂輪磨削完成。然（rán）而，製造商不斷麵臨降低成本、提高質（zhì）量和提高效率等多方（fāng）麵的（de）挑戰（zhàn）。事實證明，高（gāo）精度硬車削（以車代磨）有助於實現這些目標。

高精度車削是一種非常柔性的工藝。它設置簡單，換型容易，可以在一（yī）次（cì）裝夾中完成內孔和外圓的車削加工，有（yǒu）利於（yú）減少累計誤差並提高零（líng）件精度。同時（shí）車削加工具備更高的金屬去（qù）除率，也就意味著（zhe）可以提高效率。然而，它最大的優勢是可以便捷地加工（gōng）複雜的零（líng）件輪廓，不同的零件輪廓形狀可以通過

CNC 程序，使用多軸插補的方法，由超精密機床精（jīng）確生成。而在（zài）磨削（xuē）的情況下，通（tōng）常需要（yào）多（duō）次設置才（cái）能加工完成複雜形狀的工（gōng）件，對於特定砂輪形狀進行加工的每個輪廓都需要更換砂（shā）輪。因此就小批量加工而言，這會顯著影響加工效率。現在，通過具有極佳動態剛性（xìng）和超高精度的車床以及（jí）新型金剛石刀（dāo）片，可以實現硬質合金零件（以車代磨）的柔性製造工藝。

圖 1 在漢布雷格 MikroTurn 100 車床上車削加工（gōng）硬質合金拉伸模

全靜壓技術的超高精度硬車床（chuáng）

為了實現這種柔性製造工藝（yì），擁有一台超高精度（dù）硬車床是必須的。最佳的機床和創新的刀具是（shì）成功將硬質

合金車削到與磨削相同（tóng）精（jīng）度的關鍵。通常（cháng），硬質合金（jīn）材料的硬度值可達 80 HRC, 而淬火鋼的硬度範圍一般為58 ～ 65 HRC。

加工更高硬（yìng）度的硬質合（hé）金需要遠高於淬硬鋼的切削力。較高的切削力會導致機床（chuáng）導軌和主軸軸承會承受巨大的回推壓力。由於有限的減震特性，在傳統精密車（chē）床上（shàng）這（zhè）樣的力會導致嚴重的震動，同時會導致導軌過早磨損，這會引起一係列的問題，諸如尺寸保持能力、輪廓精度和表（biǎo）麵粗糙度，且會加快刀具磨損。

走近漢布雷（léi）格

荷蘭（lán）製造商漢（hàn）布雷格機床公司（Hembrug Machine Tools）為西班牙達（dá）諾巴（bā）特（Danobat Group）機床集團成員之（zhī）一，專（zhuān）門從事高精度硬車床的開（kāi）發和製造。此外，他們還擁有車削亞微米（mǐ）級精度要求硬質合金工件的豐富經驗。50 多年前（qián），公司擺脫了傳統車床的（de）生產，開發了以靜壓技術為核心的（de），包括靜壓主軸和靜壓導軌的超精密車床，以滿足用戶日（rì）益提高的質量要求。

圖 2 最新設計的第三代全靜壓 Hembrug MikroTurn® 100 超精車床

Hembrug Mikroturn® 係列機床的主軸和（hé）導軌均采用這種“內部”開發的靜壓技術。事實證明，它優（yōu）於當今（jīn）市場上的所有其他類型的主軸和導軌係統。該機床提供了卓越的阻尼特性以及高動（dòng）態剛度，與速度（dù）無關，這對於最小（xiǎo）化刀尖的振（zhèn）動是非常有必要（yào）的，而減少振動對於表麵粗（cū）糙度和（hé）延長刀（dāo）具壽命至關重要。

同時由於導軌副之間或主軸軸承之間沒有金屬與金屬的接觸，因此無磨損，可以降低維護運營（yíng）成本並長久保持機（jī）床（chuáng）的精度。

與（yǔ）傳（chuán）統的精密車床相（xiàng）比（bǐ），這（zhè）種（zhǒng）以靜壓技術為核（hé）心（xīn），以天然花崗岩為床身的機床，無疑投資成本更高。但是由於其固（gù）有的穩定性，我們得以持續穩定獲得（dé）滿足精度要求的（de）零件，與此同時刀具壽命更長，調整時間更短。最重要的是，工件質量與磨（mó）削相當。

如（rú）何選用刀具

除了這些對機床的基本要求外，還（hái）必須使用合適的刀具。近年來，這一（yī）領域有了更多進展，從而改（gǎi）善了硬質合金的可加工性。隻有（yǒu）最堅硬和最耐磨的刀具才（cái）能（néng）加工（gōng）硬質合金，目前金剛石（shí）類刀具已經具（jù）備這（zhè）個能力。現在有許多不同類型的金剛石刀具，我們建議使用最新開發的無粘結劑 PCD 刀片。它們比單晶金剛石型更耐磨、更堅韌。新型 PCD刀具壽（shòu）命（mìng）顯著延長、表麵粗（cū）糙度更好，從而增強了尺寸精度控製能力。這些刀具的出現使硬車削成（chéng）為一種更加可行的加工（gōng）工（gōng）藝。

圖 3 車削後油石超精，可實現工件表麵粗（cū）糙度R a0.02 μm

硬車與超精技術的結合

硬質合金的粘合劑（jì）含量（liàng）、硬度、耐磨（mó）性和粒度等，都對其可加工性（xìng）產生影響。合金晶粒尺寸越細，可獲（huò）得的表麵粗糙度（dù）的精（jīng）度越（yuè）高。對於粗晶粒且要（yào）求表麵粗糙度的精度較高的產品（pǐn），Hembrug 提供可集成磨削主軸或超（chāo）精絎磨的方案。Hemburg 獨家提供的（de）“Kombifin 超精磨削（xuē）選件”，零件表麵（miàn）粗糙度可達 R a0.02 µm。在一台機床上結合硬車加工和超精加工，顯著提高了精（jīng）度和靈活性。通過這種方式，無論晶粒大小如何，用戶都可以在表麵粗糙度和表麵（miàn）質量方麵獲得更加出色的結果。

在（zài）全球範圍內（nèi）有許多 Hemburg Mikroturn® 機床用於硬質合金成型工具的精加工。在（zài）最近一次應用中，Hembrug再次證（zhèng）明（míng）了硬車削（xuē）工藝的實（shí）力（lì），這是一個含有 12% 鈷粘結劑的直徑 150 mm 拉伸模（mó）具。我（wǒ）們的工程師能夠以0.2 mm 切削深度加工該模具（jù），總循（xún）環時間為 30 min。而同一零件的（de）如果采用磨（mó）削的方式，則（zé）需要 8 h。

圖 4 拉伸模加工精度相同的情況下，硬車 30 min 內完成，而傳（chuán）統的磨削工藝需要 8 h 才能完成

該用戶正在尋找一種在不犧牲零件質量的前提下更高效（xiào）的加工方法。使用 CVD 金剛石（shí）刀片，刀具壽命（mìng）長達2.5 km，而使（shǐ）用（yòng） PCD 刀片，刀具壽命甚至可以達到 4 km，表麵光潔度為Ra0.2。

盡管硬（yìng）車削可以采用幹式加工，但使用冷卻液（空氣（qì）或（huò）切削液）通常更有益。有了冷卻液，排屑更順滑，從而（ér）最大限度地減少進入（rù）工（gōng）件的熱量。冷卻液的使用還有（yǒu）助（zhù）於提（tí）高工（gōng）藝的穩定性。

擁有一（yī）種靈活（huó）的加（jiā）工方法，如以（yǐ）車代磨加工，能夠生產出高質量的硬質合金模具，並保證磨削質量。尤其在小批（pī）量生產中，以車代磨工藝，輪廓複雜的零件更易生（shēng）產，換型（xíng）時間快，調整時間短，這意味著成本（běn）更低，錯誤更少且交付周期（qī）更短。無論生產什麽樣的工件，都會帶來巨大的競爭優勢。

投稿箱：
如果您有機床行業、企業（yè）相關（guān）新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企（qǐ）推薦

業界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博文選萃

| 更多

數控機床（chuáng）