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精密模具制造的关键：七大主流加工技术

时间: 2024-09-01 18:54:37 | 作者: 工业模具

在现代制造业中，精密模具的制造不仅需要高超的设计，还离不开先进的设备和创新技术。本文将带您了解精密模具工厂的七大主流加工技术，每一项技术都在不断的提高模具制造的精度和效率。不管您是行业专家，还是对模具制造感兴趣的读者，这篇文章都将为您揭示这些技术如何为模具制造提供强大的驱动力。

铣削技术的进步是塑胶模具制造业迅猛发展的重要的条件之一。最初的普通铣床到三轴加工中心，再到如今的五轴高速铣削技术，铣削使得复杂的三维型面零件的加工成为可能。塑胶模具中的主要型腔和型面加工几乎都依赖于铣削技术。

高速铣削加工采用小径铣刀，配合高转速与小周期进给量，使得生产效率明显提高，加工精度可稳定在5μm以内。由于铣削力较低，工件热变形减少，表面光洁度可达Ra0.15 μm。高速铣削甚至可加工硬度高达60HRC的淬硬模具钢件，这使得模具可以在热处理后直接进行切削加工，简化了制造工艺。

五轴加工技术在铣削中的应用，使得加工复杂曲面和多角度零件变得更高效和精确。通过五个轴的联动，刀具可以从更多角度接触工件，减少了多次装夹和位置调整的需求，大幅度的提高了加工效率和表面上的质量。这种技术非常适合于复杂模具的制造，能够一次性完成复杂几何形状的加工，显著优化了生产流程，降低了后续处理的工作量。

全球领先的铣削设备制造商包括瑞士GF加工方案（米克朗）、日本牧野、日本安田雅士达、日本山崎马扎克、德国罗德斯、美国哈斯等。这些设备在精密模具加工中发挥了及其重要的作用，确保了高质量与高效率的生产。

慢走丝线割加工技术大多数都用在二维及三维直纹面零件的加工，尤其是在冲压模具制造中占有主体地位。其在各类模具加工中扮演着无法替代的角色，如冲压模的凸模、凸模固定板、凹模及卸料板的加工，注塑模的镶件孔、顶针孔、斜顶孔、型腔清角及滑块等加工。

慢走丝加工是一种高精度的加工方法，高端设备能达到小于3μm的加工精度，表面粗糙度可低至Ra0.05μm。技术进步使得慢走丝线割加工在模具制造中广泛应用。

瑞士GF加工方案（阿奇夏米尔）、日本西部、日本三菱和日本沙迪克等公司生产的慢走丝线割设备，以其卓越的性能和稳定能力，大范围的应用于模具制造业。

电火花加工（EDM）是处理模具复杂形状、窄缝、深腔等部位的理想选择。当传统切削工具无法接触到复杂表面，或在长径比特别高的情况下，电火花加工显示出独特的优势。尤其是对某些高技术要求的零件，通过铣削电极并进行放电加工，可以明显提高加工成功率。

尽管高速铣削技术的进步对电火花加工带来了一定的挑战，但二者的结合也推动了电火花加工技术的逐步发展。例如，使用高速铣削制造电极，不仅减少了电极的数量，还提高了生产效率与电极的精度，从而逐步提升了电火花加工的精度。

先进的电火花加工设施可以实现镜面电火花加工（Ra0.1μm），并可实现5μm的清角水平。此类设备在微细零件的加工中，如连接器、IC模具等，发挥了及其重要的作用，确保了高精度和高质量的加工结果。

全球知名的电火花加工设施制造商包括瑞士GF加工方案（阿奇夏米尔）、日本牧野、日本沙迪克、日本三菱等，他们的产品在精密模具加工领域具有广泛的应用和良好的声誉。

磨床是模具制造中对零件表明上进行精加工的关键设备，非常适合于淬硬工件的加工。磨床大致上可以分为平面磨床、万能内外圆磨床和坐标磨床（PG光学曲线磨床）。

平面磨床大范围的使用在加工小尺寸的模具零件，如精密镶件、模仁和滑块等。现代平面磨床技术的发展，使得砂轮线速度和工作台运动速度大幅度的提高，精度也进一步提升，最小垂直进给量可达0.1μm，表面粗糙度可低至Ra0.05μm，加工精度可控制在1μm以内。国内精密模具厂大多使用日本的平面磨床，例如日本冈本磨床。

对于回转体零件，尤其是高精度、光洁度要求高的零件，如瓶胚注塑模具的哈夫镶块，使用外圆磨床来加工更为合适。瑞士斯图特万能内外圆磨床凭借其高精度、高稳定性，成为中型单一部件和批量工件磨削的理想选择。

光学曲线磨床适用于高精度孔距和各种轮廓形状的加工。通过光学投影技术，可精确加工钨钢件、硬质合金件等高硬度材料。瑞士HAUSER、美国MOORE、日本AMADA等品牌的光学曲线磨床，以其高精度和复杂形状加工能力，在模具制造中占据了重要地位。

车削加工大多数都用在加工各种回转体零件。随着数控技术的发展，复杂的回转体形状通过编程变得更易实现，数控车床可以自动更换刀具，大幅度提高了生产效率。

数控车床的加工精度和制造技术日益完善，使得某些加工场景中，车床还可以代替磨床，成为模具制造的重要工具。数控车床大范围的使用在加工模具中的圆形镶件、定位环等零件，特别是在笔模、瓶口模具中应用尤为广泛。

此外，先进的数控车床功能已经超越了传统的“车削”范围，拓展为车铣复合一体机床。通过一台设备完成复杂、多工序零件的全部加工，明显提升了生产效率和精度。

全球领先的数控车削机床制造商包括日本山崎马扎克、美国哈斯等，他们的设备在模具制造中大范围的应用，支持了高效精密的加工需求。

测量在模具制造的各个阶段都扮演着重要角色，从模具设计初期的数字化测绘，到工艺流程中的精密测量，再到成品验收和后期修复，精密测量设备确保了模具的质量和精度。

三坐标测量机是检验工件精度的主要工具，通过采集空间点坐标和计算，三坐标测量机能够精确测量工件的形位公差。探针与工件表面轻微接触，获得测量点的坐标，并将结果实时反馈给设计和生产部门，帮助改进产品设计或生产流程。三坐标测量有时也用于逆向工程设计。

影像测量仪则利用影像测头采集工件的影像，通过数位图像处理技术提取工件表面的坐标点，再利用坐标变换和数据处理技术计算出被测工件的实际尺寸、形状和位置关系，适用于复杂工件的精密测量。

知名的测量设备制造商包括德国蔡司、瑞典海克斯康、日本三丰、日本尼康等，他们的产品在全球模具制造业中享有盛誉，为高精度测量提供了可靠保障。

模具制造通常涉及多道工艺，零件在不同设备上的装夹与校正耗时较多，导致机床闲置，降低了生产效率。为应对这一挑战，快速装夹定位系统就能发挥显著的作用，通过精确的基准实现了铣削、车削、测量和电火花加工的统一基准互换，使得电极的装夹与找正时间缩短至一分钟左右，重复定位精度控制在3μm以内，大幅度提升了设备的利用率。