Casi applicativi per la lavorazione efficiente di stampi a iniezione
Gli stampi a iniezione sono ampiamente utilizzati nella produzione e nella vita quotidiana come automobili, elettrodomestici, 3C, giocattoli per bambini, aerospaziale, ecc. I tempi si stanno sviluppando ad alta velocità e il ciclo di sostituzione del prodotto sta diventando sempre più breve, costringendo i progettisti di prodotti e i produttori ad adattarsi rapidamente al rapido sviluppo dei tempi.
Difficilmente i metodi di lavorazione tradizionali si adattano alle attuali esigenze produttive, per questo è necessario innovare e studiare efficienza Lavorazione CNC metodi.
Questo documento ha ottimizzato i parametri e le procedure di lavorazione attraverso molteplici verifiche della macchina e confronti di lavorazione e ha riepilogato i metodi di lavorazione efficienti. Fornisce importanti materiali di riferimento per le imprese di tutti i livelli e tipologie per la lavorazione di tali stampi.
Analisi stampi ad iniezione
1. Analisi del nucleo dello stampo
Il nucleo dello stampo è costituito da fori, superfici inclinate, superfici curve e quattro diverse sporgenze. La borchia esagonale composta da sette piccoli cilindri è uno dei punti più difficili nella lavorazione delle anime dello stampo perché la distanza tra le borchie cilindriche adiacenti è di soli 2.1 mm.
Il diametro dell'utensile per la lavorazione degli altri tre tipi di borchie è maggiore di 2.1 mm e l'utensile non può entrare nella lavorazione. Per delimitare o lavorare separatamente un singolo pezzo grezzo è possibile utilizzare solo uno strumento con un diametro di 2 mm, come mostrato nella Figura 1.
2. Analisi della cavità dello stampo
La cavità dello stampo è composta principalmente da scanalature e il fondo della scanalatura presenta un raccordo a R, una superficie a forma di V e uno smusso di 3°. La posizione difficile da elaborare è la scanalatura del cursore destra.
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1. Lavorazione approssimativa del nucleo dello stampo
Esistono 3 metodi di sgrossatura per la lavorazione del nucleo dello stampo.
Uno è il metodo di taglio a strati, che utilizza il bordo laterale e il bordo inferiore della fresa per la fresatura. Generalmente, la fase di taglio discendente è 0.1~0.2 volte il diametro dell'utensile e l'interlinea è 0.6~0.8 volte il diametro dell'utensile. Questo metodo è adatto all'uso quando la qualità dell'utensile è relativamente scarsa, la macchina utensile è vecchia e la rigidità è scarsa;
Il secondo è il metodo della fresatura a tuffo. Il metodo di fresatura a tuffo prevede che l'utensile fresa dalla parte superiore del pezzo grezzo alla parte inferiore del pezzo. Questo metodo utilizza principalmente il bordo inferiore dell'utensile per la fresatura. Ha requisiti elevati in termini di qualità degli utensili e consumo elevato di utensili;
Il terzo è il metodo di fresatura Vortex. Questo metodo di lavorazione utilizza principalmente il bordo laterale dell'utensile per tagliare il pezzo. La profondità di taglio può raggiungere 2 volte il diametro dell'utensile e la quantità di taglio del bordo laterale può raggiungere 0.3 volte il diametro dell'utensile. Durante il taglio ad alta velocità, il materiale lavorato vola via come un tornado, da cui il nome.
La traiettoria del percorso utensile calcolata utilizza la funzione di arrotondamento del contorno. La traiettoria del percorso utensile è simile alla linea della pista da corsa. Non esiste una svolta ad angolo retto. Il percorso utensile è tutto ad arco uniforme. Non vi è alcuna accelerazione-decelerazione o vibrazione della macchina. La tabella comparativa dei parametri di lavorazione importanti è mostrata nella Tabella 1.
Attraverso l'analisi comparativa dei dati nella Tabella 1, il metodo di fresatura Vortex è il metodo di lavorazione più efficiente per la sgrossatura di questa parte centrale dello stampo. L'interlinea è di 3 mm, la fase di taglio verso il basso è di 15 mm, la velocità del mandrino è di 6000 giri/min, la velocità di avanzamento di taglio è di 3000 mm/min, la velocità di avanzamento di taglio verso il basso è di 1800 mm/min, il metodo di alimentazione adotta una spirale obliqua, il massimo l'angolo di smusso sinistro è 3°, il diametro del cerchio (TUD) è 0.95, l'altezza è 5 mm e viene aggiunto il metodo di alimentazione dall'esterno.
Dopo un tempo di elaborazione statistica di 5 minuti e 10 secondi, lo strumento viene sollevato 23 volte, come mostrato nella Figura 2.
2. Finitura dell'anima dello stampo
Dopo la sgrossatura del nucleo dello stampo, sul lato e sul fondo dello stampo rimane solo una piccola quantità di sovrametallo. La finitura utilizza principalmente la strategia di finitura ad altezza uguale, la strategia di finitura di superficie piana parallela e la strategia di finitura offset 3D.
La strategia di finitura ad altezza uguale viene utilizzata per elaborare il lato del pezzo, la strategia di finitura di superficie piana parallela viene utilizzata per elaborare la posizione piana del pezzo e la strategia di finitura offset 3D viene utilizzata per elaborare la superficie curva del pezzo.
Il lato centrale dello stampo utilizza la strategia di finitura ad altezza uguale, utilizzando una fresa frontale da 6 mm di diametro, un passo discendente di 0.6 mm, una velocità del mandrino di 6000 giri/min, una velocità di avanzamento di taglio di 2000 mm/min, una velocità di avanzamento discendente di 1200 mm/min e un metodo di fresatura a spirale per la lavorazione su una superficie piana.
Se non viene applicato il metodo di fresatura a spirale, il numero di sollevamenti dell'utensile aumenterà. L'utensile deve essere sollevato una volta per ogni strato di fresatura, il che aumenterà il tempo di lavorazione e in definitiva influenzerà l'efficienza della lavorazione.
I piani superiore e inferiore del nucleo dello stampo adottano la strategia di finitura della superficie piana parallela. Una fresa a candela con diametro di 12 mm viene utilizzata per elaborare la pialla grande con un'ampia interlinea e completare rapidamente la lavorazione. Quindi viene utilizzata una fresa da 4 mm di diametro per lavorare la pialla attorno al boss. Il tempo di elaborazione totale è di 2 minuti e 26 secondi, come mostrato nella Figura 3.
Se si teme di avere problemi e non si cambia l'utensile e si utilizza solo una fresa con diametro di 4 mm per la lavorazione, il tempo di lavorazione richiederà 4 minuti e 52 secondi, come mostrato nella Figura 3.
3. Lavorazione approssimativa della cavità dello stampo
La lavorazione della cavità dello stampo appartiene alla lavorazione ad area chiusa, che non favorisce la rimozione dei trucioli durante la lavorazione e la posizione di taglio dell'utensile non è buona. Rispetto alla lavorazione del nucleo dello stampo, l'ambiente di lavorazione è scadente. La produzione ha esigenze di tempo, quindi è necessario studiare metodi di lavorazione efficienti.
Analizzando i tre metodi di lavorazione del nucleo dello stampo, la fresatura laterale dell'utensile è il metodo di lavorazione più ideale ed efficiente.
Il problema è che la lavorazione della cavità dello stampo è una lavorazione ad area chiusa e la chiave è come estendere la fresa nel fondo della cavità. Attraverso l'analisi, esistono due metodi: uno consiste nell'utilizzare il metodo di alimentazione a spirale obliqua per elaborare prima un foro di alimentazione; l'altro è utilizzare un trapano per preelaborare un foro prima della fresatura della fresa.
Quando si elabora il secondo metodo, è necessario utilizzare una punta di diametro maggiore rispetto alla fresa di sgrossatura per eseguire prima il foro. Secondo l'esperienza di lavorazione, quando il diametro della punta è maggiore di 12 mm, è necessario utilizzare prima una punta centrale per praticare prima il foro. In questo modo, il secondo metodo richiede altri due portautensili e due trapani.
Per la produzione di massa, il secondo metodo è applicabile perché il secondo metodo ha un'efficienza di foratura maggiore rispetto all'efficienza di fresatura e un consumo di utensili inferiore. I parametri del metodo di lavorazione efficiente della parte cavità sono mostrati nella Figura 4 attraverso un'analisi comparativa.
4. Finitura della cavità dello stampo
Il lato della cavità dello stampo viene rifinito con una strategia di finitura alla stessa altezza, utilizzando una fresa a candela con diametro di 12 mm, passo di 0.6 mm, metodo di fresatura a spirale, velocità del mandrino di 6000 giri/min, velocità di avanzamento di taglio di 3000 mm/min e un tempo di lavorazione totale di 2 minuti e 1 secondo.
Il fondo della cavità dello stampo è rifinito con una strategia di finitura della superficie piana parallela, utilizzando una fresa con diametro di 12 mm, interlinea di 8 mm, direzione di taglio arbitraria, velocità del mandrino di 5000 giri/min, velocità di avanzamento di taglio di 3000 mm/min e un tempo di elaborazione totale di 30 secondi.
La caratteristica più difficile nella lavorazione della cavità dello stampo è il raccordo R3 sul fondo della cavità. Come rendere il raccordo R3 liscio ed avere una buona rugosità superficiale? Il livello di rugosità superficiale della cavità dello stampo influisce direttamente sulla qualità della superficie esterna del prodotto stampato ad iniezione.
Esistono due metodi di lavorazione per gli angoli arrotondati, uno è il percorso utensile di lavorazione nella direzione radiale perpendicolare all'angolo R, e l'altro è il percorso utensile di lavorazione nella direzione radiale parallela all'angolo R.
Per soddisfare la qualità della superficie del prodotto finale, per elaborare questa parte con cavità viene utilizzato il percorso dell'utensile di elaborazione nella direzione radiale perpendicolare all'angolo R. Il percorso dello strumento di elaborazione è mostrato nella Figura 5.
Post produzione
Dopo aver determinato l'ottimizzazione del percorso utensile, la traiettoria del percorso utensile (file sorgente della posizione utensile) deve essere convertita in codice di programma NC che può essere letto dalla corrispondente macchina di lavorazione a tre assi o multiasse del sistema CNC attraverso un post-processore dedicato .
Il codice di istruzione e il formato del programma dei diversi sistemi CNC sono piuttosto diversi e il post-processore deve essere modificato di conseguenza.
La chiave per lo sviluppo dei post-processori di macchine utensili CNC è impostare i limiti di corsa dell'asse mobile e dell'asse rotante, altrimenti si verificheranno incidenti di elaborazione durante il funzionamento del programma, danneggiando il pezzo o la macchina utensile.
Dopo che la simulazione del percorso utensile mostra che non ci sono problemi come interferenze utensile, selezionare tutti i percorsi utensile di lavorazione, chiamare il programma post-processore sviluppato, inserire il nome file del programma NC generato e generare il programma in codice NC utilizzato per la lavorazione su macchine utensili CNC.
Applicazione di soluzioni efficienti per i processi di lavorazione
1. Selezione dei parametri importanti del centro di lavoro
Il modello di macchina utilizzato per questa lavorazione è il centro di lavoro verticale CY-VMC1060, dotato di sistema CNC FANUC 0i MD, velocità massima del mandrino 6000 giri/min, velocità di avanzamento massima 6000 mm/min, precisione di posizionamento ripetuto 0.02 mm, peso macchina 7000 kg, X/Y /Z corsa 1000mm/600mm/600mm rispettivamente, capacità magazzino utensili 20 posizioni portautensili, DNC esterno.
2. Parametri importanti dell'installazione dello strumento
Dopo molteplici ottimizzazioni e modifiche del programma, verifiche della simulazione e analisi comparative sulla macchina, è stata finalmente determinata la soluzione efficiente del processo di lavorazione per le parti del nucleo e della cavità.
Poiché si tratta di lavorare la cavità dello stampo, quando si blocca l'utensile è necessario considerare la lunghezza dell'utensile che si estende dal gambo. Se non si presta attenzione a questo dettaglio, si verificherà una collisione tra il gambo e il pezzo da lavorare (come mostrato nella Figura 6), con conseguenti danni al gambo e al pezzo da lavorare, influenzando così l'efficienza della lavorazione.
Per evitare incidenti di collisione dell'utensile, è necessario considerare chiaramente la lunghezza dell'utensile che si estende dal gambo durante l'installazione dell'utensile, nonché le specifiche del diametro del gambo e della lama.
Ad esempio, la fresa a testa sferica D4R2 utilizzata questa volta, la fresa convenzionale di questo modello ha un diametro del gambo di 6 mm e il tagliente effettivo è di 4 mm ed è lungo solo circa 10 mm.
Se la profondità della cavità dello stampo è maggiore di 10 mm, non è possibile lavorarlo. Per completare la lavorazione in qualità e quantità è necessario personalizzare una fresa a testa sferica D4R2 con diametro gambo 4mm.
3. Metodo di bloccaggio del pezzo
Il nucleo dello stampo e la cavità dello stampo sono parti regolari e per il bloccaggio viene utilizzata una morsa di precisione universale. Il processo di elaborazione è mostrato nella Figura 7.
Conclusione
Attraverso la ricerca applicativa pratica sulla lavorazione efficiente degli stampi a iniezione, l'efficienza della lavorazione viene effettivamente migliorata di oltre il 30%. Prendendo come esempio la pratica di produzione, vengono verificati il confronto e l'analisi delle impostazioni dei parametri di sgrossatura, il confronto e l'analisi delle impostazioni dei parametri di lavorazione fine e la dimostrazione di importanti parametri di installazione dell'utensile e, infine, si ottiene l'efficiente metodo di lavorazione degli stampi a iniezione, che verifica ulteriormente i vantaggi di questo efficiente metodo di lavorazione.