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    折彎機模具切削加工技術的發展趨勢——諾爾達模具

    文字:[大][中][小] 2016-3-22    瀏覽次數:7036    

      從世界范圍觀察中國制造業的發展可以看出,中國制造業近年發展迅速。對數控折彎機模具行業來說,這意味極大的市場。而在這種背景下,中國低水平的制 造成本是 公認的事實。從勞動生產率看,有統計資料表明,中國和德、美、日等發達國家相比,大約差距3~5倍。如此大的市場,低水平的勞動生產率,再加上制造技術的 不斷進步和發展,對數控折彎機模具行業來說,既是機遇,更是挑戰。市場對數控折彎機模具的需求,不僅是量的增長,更重要的是質的提高。從用戶行業看,有七 大行業對數控折彎機模具的需求量最為顯著。

      模具制造業是數控折彎機模具用量最大的行業之一。在模具制造過程中,成型模、熱作模、冷作模、塑模等幾乎所有環節中都需要用到數控折彎機模具。此外,汽車、高速列車、一般機械制造業、以及近年來逐漸擴大用量的木材加工業都已成為數控折彎機模具行業的主要用戶。

      航空航天業是最傳統也是最為重要的數控折彎機模具應用領域。在該行業中,數控折彎機模具一般用來切削飛機結構件。這些結構件一般體積較大,過去大量采用鋁合金。隨著鈦合金、復合材料應用領域的擴大,對數控折彎機模具加工的要求也越來越高。

      作為國家重點扶持工業之一,近年來,政府已投入大量資金用于航空航天業大型客機的研發。這些研發是方方面面的,我們抽出與數控折彎機模具有關的方面來分析,著重研討結構件材料的使用。

      從最新的波音787機身可以看出,過去大量采用鋁合金直接覆蓋的方法已逐漸被舍棄,取而代之的是復合材料的直接鋪設和纏繞。此外,鈦合金的用量也在增加。與過去相比,新的方法可大大降低飛機重量,節省燃油和能耗,對大型客機來說,這一點尤其重要。

      鈦合金是公認的難加工材料。只需要鋪設和纏繞的復合材料看似不需要很大的加工量,但是對加工質量的要求卻越來越高。對數控折彎機模 具行業來說,這都是不小的挑戰。除了機身結構件外,對飛機發動機的加工也是一個難點。發動機一般采用難加工材料制成,形狀復雜,需要切槽鉆孔、葉片加工等 工序,對數控折彎機模具的實際切削效果要求非常高。此外,為滿足飛機結構件的高質量要求,一般情況下都選用整體毛坯來加工,90%以上的材料都將被切除 掉,由于加工量大,因此對加工效率要求極高。

      切削加工技術的發展趨勢

      從數控折彎機模具發展歷程看,從十九世紀末到二十世紀中期,數控折彎機模具材料以高速鋼為主要代表;1927年德國首先研制出硬質 合金數控折彎機模具材料并獲得廣泛應用;二十世紀50年代,瑞典和美國分別合成出人造金剛石,切削數控折彎機模具從此步入以超硬材料為代表的時期。二十世 紀70年代,人們利用高壓合成技術合成了聚晶金剛石(PCD),解決了天然金剛石數量稀少、價格昂貴的問題,使金剛石數控折彎機模具的應用范圍擴展到航 空、航天、汽車、電子、石材等多個領域。

      數控折彎機模具材料的選擇是切削加工成功的基礎。與硬質合金相比,PCD數控折彎機模具速度可達4000m/min,而硬質合金只有其1/4。從壽命上看,PCD數控折彎機模具一般能提高20倍。從加工出的表面質量看,PCD的效果比硬質合金要好30%~40%。

      對現代制造方式的探討

      何謂現代制造?首先是硬件方面的現代,這包括先進的機床、數控加工系統、先進數控折彎機模具的使用;在軟件方面,一是冷卻及潤滑技 術及條件的改進,二是切削參數的優化(即加工技術的優化)。我國航空航天業,政府投資購進了大量國際先進設備,但是發現仍然不能實現很好的高效加工。經過 反復實驗,發現是軟件方面需要做出改進??梢?,現代制造不僅僅需要投資大量的先進儀器設備,更應該在知識及先進技術方面更好地進行武裝。

      切削參數方面的調整,在不同企業有不同做法,是見仁見智的事情,這里就不再贅述。從數控折彎機模具本身來說,最重要的,是提高數控 折彎機模具的使用壽命。如上所述,數控折彎機模具使用壽命與冷卻潤滑的條件與方式息息相關。高速切削同時促進了綠色的冷卻/潤滑技術。這里介紹一項關于冷 卻潤滑的新技術。如果把氮氣加上冷的油霧潤滑(10°C以下),可提高數控折彎機模具壽命10倍。同時,可提高加工效率,減少污染,提高表面加工質量。特 別適合難加工材料,如鈦合金的加工。加工時產生的偏差,直接影響工件的切削加工質量。導致加工偏差的因素很多,比如工件內應力的分布、工件的安裝與夾緊、 工件結構復雜程度、數控折彎機模具變形程度、機床的精度、剛度與熱特性、工件受力變形、工件熱變形等。

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