产品描述
西门子模块6ES7222-1EF22-0XA0技术参数
什么是HPC铣削?
通常,HPC铣削被描述为能满足提高金属去除率要求的铣削加工,这是决定一个加工过程性能潜力的关键技术量值,与传统的加工技术相比,要提高200%到500%。更广义的解释就是,HPC这一名词还意味着对整个加工工艺链进行优化,目标是将生产成本降低10%到30%。
HPC与HSC之间有什么区别?
粗加工的目的主要是使金属去除率达到*大:由于事实上无论增加轴向或径向进给来加工3D曲面,都会严重地受到HSC技术的制约,要想提高加工率,就只有借助于增加切削速度了。然而,还会有其它实际的和技术上的制约。
同时增加轴向和径向的吃量,以及增加进给速度(提高vf 的速度并不一定会提高HSC的切削速度),应该能够对提高加工效率有所帮助。
一方面,这些铣削工艺的一个结果就是,与传统铣削加工的效率相差无几。另一方面,在一定的切削速度下提高进给速度会导致的每齿进给速度提高,因此,就增加了铣上的机械载荷。不管被选定的切削刃的几何形状和材料如何,在加工过程中都会产生相当高的切削力,这反过来又会提高对机床工作环境的要求。
图2 成形的和非成形的切削刃的磨损演变
基于这一背景,提出的主要的问题就是,高切削率粗加工用是否应该采用不同的刃部几何形状。
高性能切削中产生的切削力和磨损现象
我们进行了很多实验,以确定不同形状的切削刃对加工过程中切削力的影响。图1显示用带有轮廓的铣削10秒钟以后,在固定条件下的切削力曲线和具有平滑切削刃的进行切削时的相应的曲线。
如果两种的算术平均切削力关联设定的话,则通过试验可以确定,有轮廓外形的的切削力降低了23.5%。就*大限度地利用主轴输出功率这个问题来说,设计具有轮廓外形切削刃的HPC粗铣似乎是一个极好的选择。
除了高速金属切削和优化利用主轴输出功率的要求以外,在铣削加工的经济性中,的使用寿命也是一个关键性的因素。
图2显示了这两种有代表性的磨损现象。在使用了极短的时间以后,有轮廓外形的硬质合金切削刃上会产生局部切屑现象,特别是在轮廓突出部位切屑量更多。高的进给速度和HPC铣削中大的吃量,再加上轮廓外形突出部位上的切削刃的横向支撑力被降低,超过了当今*先进的微粒碳化物金属品质的刚性极限, 就会产生极大的机械负载。
图3 铣削硬度钢时,HSC-HPC金属切削速度的比较。
选择平滑切削刃还是选择成形切削刃?
当使用硬质合金端铣时,以上讨论的成形在金属切削方面的优点,在技术上绝对不能用在HPC切削工艺中。硬质合金端铣使用寿命过短,会使的使用成本大大增加,从而会对这种加工方法的经济性产生严重的质疑。
接受加工力量大这一事实,将非成形硬质合金端铣的设计成与被加工材料范围相匹配的几何形状,这似乎是适合HPC加工的一个思路。对生产小而轻的制件的需求已经使薄壁注塑成为注塑机*需增加的性能。“薄壁”通常是由壁厚少于1mm的轻便电子制件所定义的。对大的汽车制件来说,“薄壁”可以是 2mm 。总之,薄壁制品要求改变加工工艺:更高的压力和速度、更短的冷却时间、改变制件顶出和浇口排列。以下是薄壁注塑对机和模具的要求。
注 射 机
标准的机可用于生产多种薄壁制品。目前新型机的性能大大超过了 10 年以前。材料、浇口技术以及设计的进步,进一步拓宽了标准机对薄壁制件充模的性能。但由于壁厚不断减少,需要一种更特殊的、具有高速和高压性能的机。例如,一个厚度小于 1mm 的电子制件,充模时间小于 0.5 秒且注塑压力超过 210MPa 是很正常的。用于薄壁注塑的液压式机设计有储压器,可频繁地驱动注塑和合模。具有高速和高压性能的全电动机和电动/液压式机也面世了。为了能经受得住新型机的高压,锁模力的*小值必须是 5~7 吨/英寸(投影面积)。另外,当壁厚减少注塑压力增加时,大型模板有助于减少弯曲。薄壁制品用的机的拉杆对模板厚度的比为 2:1 或更低。生产薄壁制品时,注塑速度和压力以及其它加工参数的死循环控制有助于在高压和高速下控制充模和保压。
至于量,大直径机筒往往太大了,建议的量为机筒容量的 40%~70%,薄壁制品总成型周期大大缩短,有可能将*小量减少到机筒容量的20%~30%。用户在注塑时必须十分小心,因为对材料来说,小的量意味着材料在机筒内的滞留时间更长,从而会导致制品性能的下降
模 具
速度是薄壁注塑成功与否的关键因素之一。快速充模和高压能以高速将熔融的热塑性材料注入模腔中,从而防止浇口冷固。如果一个标准的制件在两秒钟内完成充模,那么模厚减少 25% ,有可能将充模时间减少 50% ,刚好1秒。
薄壁注塑的优点之一是当厚度减少时,需要冷却的材料更少。随着厚度减少,可以将成型周期缩短一半。熔体输送装置的合理设置使热流道和浇道不会妨碍成型周期的缩短。使用热流道和浇道衬套有助于将成型周期缩短至*小。此外,还应该考虑到模具用材。P20 钢被广泛应用于传统制品的模塑,但由于薄壁注塑的压力更高,模具必须制造得十分坚固。H-13 和其它硬钢为薄壁模具增加了额外的安全系数。然而,坚固模具的成本可能高于标准模具的 30%~40% 。但增加的成本通常会被提高的生产性能所抵消。
磨削以砂轮或其他磨具(如油石、砂瓦、磨头、砂带和研磨膏等)对工件进行加工,其主运动是砂轮的旋转。砂轮由磨料、结合剂和气孔构成,起磨削作用。磨料具有硬度高、耐磨性好、耐热性好、韧性好的特点,并且有锋利的形状。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、犁沟和滑擦三种作用的综合效应。磨削中,磨粒本身也由尖锐逐渐变钝,使切削作用变差,切削力变大。当切削力超过黏合剂强度时,圆钝的磨粒脱落,露出一层新的磨粒,形成砂轮的“自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会将砂轮进行修整。
磨削分为粗糙、精磨、细磨及镜面磨削。粗磨精度可达到IT9~IT8,表面粗糙度Ra为10~1.25μm;精磨精度可达到Ra为0.4~0.2μm。;镜面磨削表面粗糙度Ra可达到0.01μm.磨削时,由于刃很多,所以加工平稳、精度高~IT6,表面粗糙Ra为1.25~0.63μm;细磨精度可达到IT6~IT5,表面粗糙度Ra为。磨削过去一般常用于半精加工和精加工,表面粗糙度Ra可达到1.25~0.01μm,甚至可达Ra为0.1~0.008μm。磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工,常用于淬硬钢、耐热钢及特殊合金材料等坚硬材料的加工。磨削的加工~量可以很小,在毛坏预加工工序如模锻、模冲压、精密铸造的精确度日益提高的情况下,磨削是直接提高工件精度的一个重要的加工方法。由被磨削工件和磨具在相对运动关系上的不同组合,可以产生各种的不同磨削方式。由于各种各样的机械产品越来越多地采用成形表面,成形磨削和形磨削得到了越来越广泛的应用。因此,磨削往往作为*终加工工序。
磨削具有硬度高,能切除极薄的切屑;砂轮磨粒的等高性好,能获得较好的表面质量;砂轮特有的自脱性可使磨钝的砂粒及时脱落,及时更新;磨削具有温度高,容易产生现象等特点。
磨削时,产生的热量大,需有充分的切削液进行冷却。按功能不同,磨削还可分为中心磨与无心磨两种。中心磨是将工件的两顶尖孔在磨床的前后顶尖上定位进行磨削,可以修正位置误差;无心磨则是以工件被加工的表面本身定位,不能修正位置误差,精度可达到IT7~IT6,圆度误差为±0.005mm,圆柱度误差为±0.004mm/100mm,表面粗糙度Ra低于1.6μm,一般用于成批生产或大批量生产。
齿轮磨削方法主要是成形磨削和展成磨削。磨削时,由于所采用的“”(磨具)与一般金属切削所采用的不同,且切削速度很高,因此一颗磨经历了滑擦(弹性变形)、犁沟(塑性变形)及切削(形成切屑,沿磨粒流出)的过程,使工件表面形成热应力与变形应力。磨粒在切削表面上的滑擦、犁沟和切削与磨粒的状况和被加工材料性质有关。上述的三个过程与砂轮速度有关,砂轮速度愈高,弹塑性区就愈小。弹塑性区还与每颗磨粒的实际磨削量有关。
孔磨削是孔的精密加工方法,精度可达IT7,表面粗糙度Ra为1.6~0.4μm。磨孔不仅能获得较高的尺寸精度和表面质量,而且还可以提高孔的位置精度和孔的轴线的直线度。孔磨削的工作条件较差,砂轮直径小,刚性差,排屑和散热困难,生产率低。每年在著称为田园都市的比绍夫斯威森(Bischofswiesen)生产约60套注塑模系统,对于这些模具系统,约有40名专业人员从事精密模具制造,占有可观的产量。有12名专业人员从事塑料件生产。其余的人员则从事设计工作和行政管理工作。在已制造好的60套注塑模具中,约有40套交付给不同工业领域的用户使用,而其余的20套则留给自己用来生产塑料零件。因此,在塑料注塑领域里,Schnurr公司不仅是精密模具的买主,而且也是检验新理念、新工艺和开发零件/系统方案的伙伴。这对于所有模具的用户来说可以带来很大的好处。因为,能全面掌握模具制造技术,同时能用自己制造的模具生产注塑零件的模具制造企业,毕竟是为数不多的。
赢得新用户
目前,Helmut Schnurr公司已经成为二构件和多构件组合模具,高档次金属压铸模和陶瓷压制模以及制造硅树脂成型构件专用模具的专家。作为成套模具的供应商及出于保质量的原因,因此,Helmut Schnurr以*高的自制率来进行模具零部件的加工。所有如铣削、车削、磨削、电火花加工以及激光加工等工艺,当然还有测量工作等,均是在自己的公司里进行的。特别值得关注的是铣削加工,因为较多用户提出,他们需要功能集成的愈来愈复杂的注塑模具系统,而这种注塑构件也变得越来越大。为了满足这样的要求,理所当然的必须购置大型的、效率高的铣床或加工中心。在这方面,Helmut Schnurr公司有着有益的经历。“为了能满足我们客户对大尺寸注塑件的要求,并能符合加工大型精密模具的要求,我们需要大型的铣床。”业务经理Stefan Schmid先生说,“我们进行了范围广泛的试验,而这种试验曾经历过一次又一次的令人非常失望的过程。而*终做出了购置Hermle公司的C1200V型万能加工中心的决定。当初主要注意了机床的结构和铣削的试验,另外,当时在查询该机床用户的访问中也留下非常良好的印象。我们对我们这样的决定至今并不后悔。在C1200V型加工中心上,我们综合加工了各种不同的所有规格的模具构件,并通过应用范围更广的综合加工,显著提高了生产效率。”
C1200V型加工中心在相对紧凑的结构尺寸的情况下,并提供了工作行程为X=1200mm,Y=900mm和Z=500mm的较大加工区。在这种情况下,装备了转速*高为15000转/分钟的电主轴和拥有30个座的库。Schnurr公司可以与众不同地、合理地加工所能遇到的所有不同材质的工件。C1200V型加工中心适合于加工模具构件、基座板件和板状或平面状的工件。
利用5轴进行综合加工
当涉及到投资于5轴联动或5轴综合加工的新的加工中心时,由于采用Hermle公司的C1200V型加工中心有了很好的经验,邀请了Hermle (www.hermle.de) 公司参与*近一次大型的成员测试。出于过去沉痛教训的吸取,由于评估了当时所受的损失,而变得明智起来。因此,Schnurr公司生产准备部门的Hermann Luckmaier先生和他的同事们设计了一个要求苛刻的试件,让多个可能参与投标的机床供应商对这个试件进行实际加工,*终C40U型加工中心以出色的性能解决了所设计的加工任务,所以Helmut Schnurr公司也订购了这台加工中心。
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