Синергия зеркальной электроэрозионной обработки и 5-осевого фрезерования при прецизионном изготовлении стержней пресс-форм

Быстрый ответ

Прецизионное изготовление стержней пресс-форм  часто требует как высокоскоростного 5-осевого фрезерования  , так и зеркальной электроэрозионной обработки . 5-осевое фрезерование эффективно для черновой, получистовой обработки и поверхностей сложной произвольной формы, тогда как зеркальная электроэрозионная обработка лучше подходит для закаленной стали, глубоких узких полостей, небольших внутренних элементов и контролируемой текстуры полостей . Для высокоточных многоместных форм объединение обоих процессов может улучшить доступность элементов, постоянство размеров, качество поверхности и общую эффективность производства.

Почему изготовление прецизионных стержней для пресс-форм является сложной задачей

Прецизионные стержни пресс-форм часто сочетают в себе поверхности произвольной формы, глубокие полости, тонкие ребра, малые внутренние радиусы и плотные взаимоотношения между полостей. Эти особенности создают различные требования к обработке в пределах одного и того же компонента.

Типичный стержень пресс-формы может начинаться с стальной заготовки с припуском на обработку 10–15 мм в выбранных областях. Высокоскоростное фрезерование позволяет эффективно удалить большую часть этой заготовки, но полость глубиной 45 мм и шириной всего 5 мм может потребовать чрезмерного вылета инструмента. В результате потеря жесткости может увеличить вибрацию, отклонение инструмента и изменение размеров.

Внутренняя геометрия создает еще одно ограничение. Фрезы имеют ограниченный диаметр и радиус, что затрудняет эффективную обработку очень маленьких внутренних углов или узких деталей.

Вот почему сама по себе точность машины не гарантирует доступности функций . Стратегия обработки должна соответствовать геометрии.

Высокоскоростное 5-осевое фрезерование: эффективное создание геометрии

Высокоскоростное 5-осевое фрезерование хорошо подходит для удаления объемного материала, сложных трехмерных поверхностей и доступной геометрии полостей. Непрерывная регулировка оси инструмента позволяет фрезе приближаться к поверхностям произвольной формы с более выгодных направлений, сокращая при этом ненужные настройки.

Ключевые переменные процесса включают в себя:

Скорость шпинделя и скорость подачи

Осевое и радиальное зацепление

Диаметр инструмента и вылет

Высота шага и гребешка

Ориентация оси инструмента

Припуск на обработку

При отделке стержня формы шаг и высота гребешка напрямую влияют на качество поверхности и последующие требования к полировке. Вылет инструмента также необходимо контролировать, поскольку чрезмерное выдвижение может снизить жесткость.

Практический рабочий процесс заключается в использовании 5-осевого фрезерования для определения геометрии первичной полости и оставления контролируемого припуска для последующих операций электроэрозионной обработки или чистовой обработки.

Зеркальная электроэрозионная обработка: решение сложных функций пресс-формы

Электроэрозионная обработка удаляет электропроводящий материал посредством контролируемых электрических разрядов, а не обычной резки. Это делает его особенно полезным, когда ограничивающим фактором становится доступ к режущему инструменту, геометрия инструмента или твердость материала.

Зеркальная электроэрозионная обработка  может дополнять 5-осевое фрезерование в таких областях, как:

Закаленная пресс-форма

Глубокие узкие полости

Небольшие внутренние особенности

Труднодоступная геометрия

Мелкие детали полости

Контролируемая обработка поверхности

Например, после термообработки отдельные участки стержня формы могут стать менее подходящими для агрессивного фрезерования мелким инструментом. Вместо использования слишком длинной фрезы инженеры могут поручить эту сложную задачу электроэрозионной обработке.

Процесс электроэрозионной обработки должен контролировать ток разряда, время включения и выключения импульса, промывку, износ электродов и циклы отделки. Черновую электроэрозионную обработку и зеркальную чистовую обработку следует рассматривать как отдельные операции, поскольку их цели и окна параметров различаются.

Зеркальная электроэрозионная обработка против 5-осевого фрезерования

Таким образом, практический ответ — не электроэрозионная обработка или фрезерование , а фрезерование + электроэрозионная обработка в соответствии с требованиями к характеристикам..

Типичный процесс обработки сердечника пресс-формы

Прецизионный стержень пресс-формы может следовать следующему процессу:

Подготовка материала → Создание базовой точки → 5-осевая черновая обработка → Термическая обработка → 5-осевая получистовая обработка → Зеркальная электроэрозионная обработка → Окончательная обработка → Проверка

Во время черновой обработки 5-осевое фрезерование удаляет большую часть материала. После термообработки поверхности основной полости можно подвергать полуобработке с сохранением контролируемого припуска на электроэрозионную обработку.

Зеркальный EDM затем применяется к глубоким, узким, укрепленным или труднодоступным элементам. В зависимости от требуемого состояния полости следует окончательная полировка или дополнительная обработка.

Для высокоточных многоместных форм проверка должна проводиться на ключевых этапах, а не только после окончательной обработки.

Допуск и контроль полости к полости

Многоместные формы требуют контроля как размеров отдельных полостей, так и позиционного соотношения между полостями.

Во время проверки DFM инженеры должны определить:

Критические данные

Допуски между полостей

Внутренние радиусы

Толщина стенки

Доступность инструмента

Требования к электродам электроэрозионной обработки

Деформация термообработки

Требования к отделке поверхности

После черновой обработки можно проверить припуск на обработку. После термообработки следует проверить деформацию. После 5-осевой чистовой обработки и электроэрозионной обработки критические размеры и взаимоотношения полостей можно проверить с помощью КИМ или других подходящих методов контроля.

Такой поэтапный подход помогает предотвратить попадание размерной ошибки в последующие операции.

Управление текстурой полости

Обработка текстуры полостей  особенно важна, когда поверхность формы напрямую определяет внешний вид или функциональные характеристики отлитого компонента.

Зеркальная электроэрозионная обработка может обеспечить контролируемое чистое состояние поверхности, но конечный результат зависит от состояния электрода, параметров разряда, промывки, материала и циклов чистовой обработки.

Для пресс-форм с несколькими полостями одна и та же стратегия электроэрозионной обработки должна применяться последовательно во всех полостях. В противном случае небольшие различия в состоянии поверхности могут перенестись на формованные детали.

Зачем объединять два процесса?

Самая сильная производственная стратегия — позволить каждому процессу обрабатывать те функции, которые он лучше всего подходит для производства.

5-осевое фрезерование:  быстрый съем материала, сложные поверхности произвольной формы и доступная геометрия.

Зеркальная электроэрозионная обработка:  закаленные материалы, глубокие узкие полости, сложные внутренние конструкции и требования к тонкой поверхности.

Такое разделение процессов может снизить потребность в слишком маленьких или длинных фрезах, избегая при этом неэффективного электроэрозионного удаления больших объемов материала.

Прецизионное изготовление стержней для пресс-форм в Dawang Precision

Dawang Precision имеет 26-летний опыт точного производства  и управляет более чем 400 современными станками , включая 5-осевые обрабатывающие центры Röders и Mazak..

Для сложных стержней пресс-форм наша команда инженеров оценивает материал, геометрию, припуск на обработку, допуск, доступность инструмента, требования электроэрозионной обработки и стратегию контроля перед производством.

Целью высокоточных многоместных форм является не просто точная обработка одной полости, а обеспечение единообразия требований к геометрии и поверхности во всей форме.

Заключение

Синергия зеркальной электроэрозионной обработки и высокоскоростного 5-осевого фрезерования  обеспечивает практическое решение для современного точного изготовления стержней пресс-форм . 5-осевое фрезерование обеспечивает эффективное создание геометрии, а зеркальная электроэрозионная обработка позволяет решать задачи, ограниченные доступом к инструменту, твердостью или внутренней геометрией.

Для сложных многоместных форм лучшим процессом редко является одна технология. Это контролируемая комбинация процессов, основанная на материале, геометрии, допусках, требованиях к поверхности и производственных целях.

Нужна помощь в выборе правильного процесса обработки для стержня вашей формы? Отправьте свои чертежи в формате STEP или PDF команде инженеров Dawang Precision для бесплатной оценки DFM. Мы рассмотрим ваши требования к геометрии, материалу, допускам и отделке и ответим в течение 24 часов.