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模具高速加工技术主要特点及优越性 高速加工技术的主要特点,论述用於模具工业的高速机床、高速刀具和高速CAD/CAM系统等关键技术。 模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品。没有型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模,就无法生产出被广泛应用和具有竞争价格的塑料件、合金压铸件、钢板件和锻件。在现代批量生产中,没有高水平的模具,就没有高质量的产品,它对企业提高生产效率、降低生产成本也有重要的作用。据国外最新统计分析,金属零件粗加工的75%、精加工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。因此,模具工业也被称为“皇冠工业”。如今,模具制造已成为先进制造技术的一个重要组成部分。 制造模具的材料通常是一类难加工材料,目前国内模具型腔一般都釆用电火花加工(EDM)成型。但电加工的生产效率很低,不论在模具开发速度方面还是模具制造质量方面,都不能满足现代批量生产的要求。 高速加工技术的出现,为模具制造技术开辟了一条崭新的道路。尽可能用高速加工来代替电加工,是加快模具开发速度、提高模具制造质量的必然趋势。
模具高速加工的优越性 不论是冲压模具还是塑料模具(包括注射模、挤压模、吹塑模等),为了提高其使用寿命,构成模具型腔的有关零件一般都用高强度的耐磨材料制造(如各种牌号的合金结构钢、合金工具钢和不锈钢等),这些材料经过热处理後硬度很高,很难用常规的机械加工方法进行加工。几十年来,对付这类难加工材料的最好办法就是釆用特种加工。 在中国,模具的型腔加工至今仍然是电火花加工一统天下,电火花加工(包括成形加工和线切割)在模具制造中一直起十分重要的作用。 生产的发展和产品更新换代速度的加快,对模具的生产效率和制造质量提出了越来越高的要求,於是电火花加工存在的问题就逐渐暴露出来。从物理本质上说,电火花加工是一种靠放电烧蚀的“微切削”工艺,加工过程非常之缓慢;在电火花对工件表面进行局部高温放电烧蚀过程中,工件材料表面的物理-机械性能会受到一定程度的损伤,常常会在型腔表面产生微细裂纹,表面粗糙度也达不到模具的要求,因而经过电加工後的型腔类零件一般还要进行费力、费时的手工研磨和抛光。因此,电火花加工的生产效率很低,制造质量不稳定,在许多场合,模具已成为影响新产品开发速度的一个关键因素。 模具高速加工技术发展前景 近几年来,高速加工技术在国外已广泛用於模具工业。在工业发达国家,据统计目前有85%左右的模具电火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工在国际模具制造工艺中的主流地位已经确立。原来一些从事电加工设备制造的着名公司(如瑞士Agie公司),已敏感地看到这一技术发展趋势,为了不被模具设备巿场淘汰出局,已釆取了与高速机床制造厂家(如瑞士Mikron)联手合并的措施。 高速加工的加工精度高、表面质量好,生产效率很高,在模具工业中的应用效果非常好,传统的电加工工艺无法与之匹敌,完全符合现代制造技术“高效率、高精度和高度自动化”的发展方向,有广阔的应用前景。 当然,电火花成形加工对一些尖角、窄槽、深小孔和过于复杂的型腔表面的精密加工还是有用的。高速加工还不能完全代替电火花成形加工,两者应该扬长避短,相辅相成。同时应该看到,高速加工的一次性设备投资比较大,并不是所有模具厂都能承受,而且中国目前还有大量的小型模具厂和电加工作坊存在,短期内高速加工对电加工还不会造成太大的威胁。但是应该看到,高速加工在发达国家模具制造工业中已处于主流地位,目前更以其巨大的优势,猛烈地冲击传统的电加工工艺,模具工业大规模设备更新的时代即将到来,有远见、有实力的企业家应该首选高速加工这个当今世界模具制造的主流技术,主动迎接新技术革命的挑战。 机床附件行业的市场和产品开发情况 一、市场情况 在我国国民经济高速发展的大环境下,机床附件行业受到机械加工业市场的强劲拉动,近年来持续保持市场需求旺盛、企业生产快速增长的局面。行业企业经济效益明显好转。 目前,整个机床工具行业企业发展迅猛,对机床附件的需求量激增,国内市场容量很大。尤其是近几年来,我国汽车工业发展迅速,使机床工个行业市场更加旺盛。目前,国内中低档数控机床附件产品的市场,基本由国内产品占领,部分产品如数控分度头、刀杆还有一定的批量出口。但是,近几年来台湾地区的产品大量涌入,中档数控机床附件产品的市场竞争刀越来越激烈。高端技术水平的产品主要依靠进口,从工业发达国家如日本、德国、意大利等进口较多。一般机械类、传统类机床附件大量出口国际市场。2004年虽有部分机床附件出口量有所增加,但是各类机床附件的出口总量并不大,说明国内市场的需求再变大。 国外及台湾商为了进入我国大陆市场,产品价格逐步调低,其市场份额也在逐步扩大。目前由于国内产品在售前技术业务交流及售后服务比国外厂商有明显优势,使国产数控机床附件产品能够不断发展。但随着外商采用大陆本地化生产方式后,我们就会失去这些优势。近几年部分发展中国家的机床工具行业发展速度加快,也逐步向大陆市场进口机床附件等,并有一定的价格竞争优势。例如:印度企业,正在快速发展各类机床附件产品,各类卡盘、数控转台、数控刀架,在价格方面与其他进口商相比也有一定优势。 二、产品开发情况 就机床附件的品种而言,大部分品种国内机床附件企业都有,也基本属于专业化生产,能够满足主机的需要。但是,随着数控技术的发展,新技术、新工艺的不断应用,国外新品种、新结构数控机床附件不断出现,例如伺服电机直接驱动的数控回转工作台(单轴高速数控转台或两轴联动高速可倾转台)已经有几家海外厂商在CIMT2005中国国际机床展会上登场,完全改变了传统的的结构原理,回转速度远高于传统的机械结构。加工中心用角度转换镗铣头、数控龙门铣床用A-C轴双摆动数控铣头(包括机械式和伺服电机直接驱动式)、为车铣中心配套的B轴或B、Y两轴运动的铣镗滚齿用数控铣头,目前,国内只有个别研究机构或厂家处于研究阶段,没有形成生产能力,主机基本依赖进口配套。另外,高效数控机床用动力卡盘、刀杆的高速特性及夹持精度均比国外有较大差距。 数控机床附件产品的水平比起前几年有一定提高。分度类数控附件、数控刀架、动力卡盘等产品,规格及品种不断完善,结构不断改进,主要性能和可靠性方面均有很大提高。目前,国产数控机床附件应该说能够满足中档数控机床的配套需要,但为某些高端水平数控机床配套的机床附件与国外相比仍有差距,主要差距的原因在于整体装备制造能力、协作配套能力、企业自身技术改造能力不足。这也是目前我国产品水平较国外产品水平低的主要原因。 近几年来,因市场订单猛增,新产品开发力度受到影响。从机床附件分会秘书处掌握的情况来看,行业企业新产品开发主要集中在骨干企业(原规模较大的国企)。大多数行业企业在保证大量的市场订单时,还应更加注意技术储备产品的研发工作,解决好订单产品与新产品开发的矛盾。既要保当前的市场,又要注意发展将来的市场竞争能力。
模具高速加工技术主要特点及优越性 高速加工技术的主要特点,论述用於模具工业的高速机床、高速刀具和高速CAD/CAM系统等关键技术。 模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品。没有型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模,就无法生产出被广泛应用和具有竞争价格的塑料件、合金压铸件、钢板件和锻件。在现代批量生产中,没有高水平的模具,就没有高质量的产品,它对企业提高生产效率、降低生产成本也有重要的作用。据国外最新统计分析,金属零件粗加工的75%、精加工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。因此,模具工业也被称为“皇冠工业”。如今,模具制造已成为先进制造技术的一个重要组成部分。 制造模具的材料通常是一类难加工材料,目前国内模具型腔一般都釆用电火花加工(EDM)成型。但电加工的生产效率很低,不论在模具开发速度方面还是模具制造质量方面,都不能满足现代批量生产的要求。