Обработка пресс-форм и штампов с ЧПУ: как правильно выбрать VMC для вашего цеха изготовления пресс-форм

Магазины пресс-форм – мои самые требовательные клиенты. И я имею в виду это как комплимент — они толкают наши машины сильнее, чем кто-либо другой, и они первыми звонят, когда что-то не выдерживает терпимости. За 13 лет создания VMC в SZGHTECH я узнал от своих клиентов больше об обработке пресс-форм, чем из любого учебника. Я посещал магазины в Таиланде, Румынии, Турции и по всей Юго-Восточной Азии — магазины, в которых используются универсальные станки VMC для обработки полостей и каждый месяц теряют дни на повторную резку и электроэрозионную обработку, в которых просто не должно было быть необходимости. Машина не ошиблась. Это просто не подходило для этой работы.

Это руководство — моя честная попытка поделиться тем, что я знаю. Если вы владелец литейного цеха или инженер-технолог, оценивающий варианты VMC, я хочу, чтобы вы приняли правильное решение, даже если иногда это означает, что машина конкурента подходит вам лучше, чем наша. Но в большинстве случаев, если вы выполняете обработку полостей ниже ±0,005 мм или используете большие основания форм более 800 мм, у нас есть что-то, созданное специально для вас.

Три типа работы с пресс-формой

Прежде чем вы сможете выбрать подходящую машину, вам необходимо четко понимать, какие работы с пресс-формами вы на самом деле выполняете. Я задаю каждому клиенту одни и те же три вопроса, когда он впервые обращается ко мне: Вы обрабатываете основы пресс-форм? Вы выполняете чистовую обработку полостей и сердцевин? Вы производите электроды для электроэрозионной обработки? Ответы обычно прямо указывают на то, какой машине принадлежит их магазин.

Обработка пресс-форм — это сегмент с наибольшим объемом и наименьшей точностью. Вы сверлите отверстия под болты, фрезеруете карманы, растачиваете отверстия для направляющих штифтов — допуски в диапазоне IT8-IT9. Приоритетом здесь является размер стола, крутящий момент шпинделя и эвакуация стружки. Жесткость имеет значение, но вам не нужно ±0,003 мм.

Обработка полостей и стержней — вот где все становится сложнее. Допуски ужесточаются до IT6-IT7, часто ±0,005 мм или лучше. Вы режете H13, P20 и S136 инструментом с большим вылетом, и в детали проявляется каждый микрон теплового дрейфа или вибрации. Это приложение, которое меня волнует больше всего, и именно для него был разработан VMC850.

Электродная обработка — это совершенно другая дисциплина. Вы режете графит или медь высокоскоростным шпинделем — обычно 20 000 об/мин или выше — на небольшой глубине резания, оптимизируя качество поверхности, а не скорость съема материала. Именно для этого был создан SZGH-1090D с электрошпинделем Jiangsu Ronghua, работающим на 24 000 об/мин.

Если в вашем магазине есть все три, вам необходимо определить приоритетность того, какое приложение приносит наибольший доход, и соответствующим образом подобрать размер основного оборудования. Магазины, которые пытаются пойти на компромисс, в конечном итоге получают машину, которая ничего не делает идеально.

Обработка основания пресс-формы: VMC против Gantry

Я буду откровенен: большинство форм для изготовления деталей диаметром менее 800 мм подходят для стандартного VMC. Выше этого порога вы смотрите на территорию портала. Самый понятный способ объяснить это клиентам: если вы не можете безопасно поднять форму с помощью вилочного погрузчика и разместить ее на стандартном столе VMC, то это портальная работа. SZGH-1090 был разработан именно для этой ситуации — его стол размером 900×1000 мм позволяет обрабатывать большие рамы форм, которые нависали бы над обычным VMC.

Вот как я объясняю это решение:

SZGH-1090 в стандартной конфигурации BT40 работает со скоростью 8000 об/мин, мощностью шпинделя 11/15 кВт, обрабатывает стол размером 900×1000 мм и переносит заготовки массой до 800 кг. Для мастерских, производящих пресс-формы среднего и большого размера, я рекомендую эту машину в первую очередь. Это не компромисс — это специально разработанный широкоформатный VMC по цене, которую может оправдать большинство магазинов.

Каждому покупателю, покупающему свою первую крупноформатную машину, я говорю одну вещь: не стоит недооценивать вес приспособления. Я видел, как магазины портили вполне исправные машины, игнорируя ограничения по весу поворотного стола или системы поддонов. Прежде чем составлять спецификацию машины, узнайте базовый вес вашей формы.

Обработка полостей и стержней: четыре фактора точности, которые действительно имеют значение

Это раздел, который меня волнует больше всего, потому что обработка полостей — это то, в чем большинство предприятий либо выигрывают, либо проигрывают в качестве — и где неправильный выбор станка стоит больше всего денег.

Биение шпинделя

VMC850 имеет биение шпинделя ≤2 мкм. Эта цифра не является маркетинговой — это производственный допуск, который мы соблюдаем на заводе и проверяем перед отправкой каждой машины. Когда вы используете сферическую концевую фрезу диаметром 3 мм со скоростью 8000 об/мин в H13 при HRC 50, разница в биении в 5 мкм будет проявляться в виде видимых следов инструмента на дне полости. Вы либо примете оценки, либо потратите время на завершение EDM, которое вы не планировали.

VMC850 появился непосредственно по запросу клиента. Румынский цех пресс-форм чистил полости на станке конкурента, а затем выполнял электроэрозионную обработку с точностью до ±0,005 мм. Меня спросили: можем ли мы пропустить EDM? Я сказал, что построю для тебя машину, которая сможет. Это VMC850 — точность позиционирования ±0,003 мм, биение шпинделя ≤2 мкм и масляное охлаждение шпинделя в стандартной комплектации.

Термическая стабильность

Я всегда спрашиваю владельцев литейных цехов: используете ли вы программы обработки полостей в две смены? Если да, то вам необходимо масляное охлаждение шпинделя. Не подлежит обсуждению. Я видел, что происходит с контролем размеров, когда шпиндель с воздушным охлаждением работает шесть часов подряд — типичный тепловой дрейф составляет 10–20 мкм. Наш шпиндель с масляным охлаждением станка VMC850 поддерживает температурный дрейф на уровне ≤5 мкм в течение того же периода. В полости, где вы держите ±0,003 мм, разница в 15 мкм — это разница между хорошей деталью и повторной резкой.

Вот сравнение, которое ясно показывает эту мысль:

Если продавец станка говорит вам, что воздушное охлаждение подходит для чистовой обработки полостей, попросите его показать вам данные о температурном дрейфе за 6 часов работы. Цифры не лгут.

Тип линейной направляющей

Шариковые направляющие подходят для работы с алюминием. Для H13 при HRC 50 нужны роликовые рельсы. Клиенты звонили мне после первой тяжелой работы на станке с шариковыми направляющими — следы дребезжания были видны через всю комнату.

В VMC850 используются роликовые направляющие HIWIN диаметром 35 мм по всем осям. По сравнению с шариковыми направляющими роликовые рельсы обеспечивают примерно на 30 % более высокую жесткость при режущей нагрузке. Эта жесткость напрямую влияет на качество поверхности и контроль размеров при твердом фрезеровании. Когда я посещаю торговые выставки, я иногда вижу VMC, продаваемые для изготовления пресс-форм с шариковыми направляющими. Это флаг. Для серьезной обработки полостей в закаленной инструментальной стали это неподходящая основа.

Вес корпуса машины

Собственный вес – это жесткость. VMC850 весит 4500 кг. Наш VMC650 весит 3400 кг. В обоих случаях используется отливка из миханита с ребрами, оптимизированными по методу FEA. Чем тяжелее станок, тем больше он поглощает вибрацию, а не передает ее обратно на шпиндель. Это особенно важно, когда вы работаете инструментом с большим вылетом в глубоких полостях — инструмент уже является усилителем вибрации, а легкий корпус машины еще больше усугубляет ситуацию.

Практическое значение: если поставщик предлагает вам VMC весом менее 3000 кг для работы с закаленными полостями, задавайте вопросы. Куда пропал вес? Обычно ответом является более тонкая отливка и меньшее количество структурных ребер, и эти затраты отражаются на качестве поверхности.

Электродная обработка: когда нужна высокая скорость

Не каждый цех занимается электродной обработкой самостоятельно. Но те, кто знает, насколько требования отличаются от работы с полостью. Вы режете графит (а иногда и медь) на высоких скоростях и очень небольшой глубине резания. Шпиндель должен развивать скорость 20 000 об/мин или выше, биение должно быть малым для мелкой обработки, а эвакуация стружки имеет огромное значение при работе с графитовой пылью.

SZGH-1090D решает эту проблему благодаря электрошпинделю Jiangsu Ronghua со скоростью 24 000 об/мин, конусу BT30, 14-позиционному АТС и повторяемости позиционирования 0,01 мм. Для электродных цехов, которым необходимо постоянно производить мелкозернистые графитовые электроды без специальной станции подготовки электроэрозионной обработки, я рекомендую именно эту конфигурацию.

1090D не является нашим станком высочайшей точности — VMC850 имеет более жесткие допуски для обработки полой стали. Но обработка электродами не требует позиционирования ±0,003 мм; ему необходимы скорость, стабильность шпинделя и быстрое время цикла обработки мелких деталей. Модель 1090D специально создана для этого рабочего процесса.

5 технических характеристик VMC, определяющих производительность пресс-формы

Когда я разговариваю с владельцами цехов, оценивающими станки, они часто сосредотачиваются на скорости шпинделя и размере стола. Это важно, но это не полная картина. Вот пять характеристик, на которые я бы обратил внимание, если бы покупал VMC для работы с пресс-формами.

Точность и повторяемость позиционирования

Точность позиционирования — это допуск абсолютного положения машины, что важно при перемещении между элементами по столу. Повторяемость — это то, насколько последовательно машина возвращается в одно и то же положение, что имеет решающее значение для программ многопроходной обработки полости и работы с электродами. VMC850 обеспечивает точность позиционирования ±0,003 мм. VMC650 достигает ±0,005 мм. SZGH-1090D обеспечивает повторяемость 0,01 мм.

Сопоставьте характеристики точности с применением. Не для каждой работы требуется ±0,003 мм, и платить за это при обработке основ пресс-форм нет необходимости. Но для отделки полостей не соглашайтесь на меньшее.

Термический дрейф шпинделя

Уже говорилось выше, но стоит повторить: масляное охлаждение является обязательным для программ с несколькими сменными камерами. В VMC850 масляное охлаждение входит в стандартную комплектацию, а не в качестве опции. На машинах, где он предлагается в качестве дополнения, я всегда использую его для обработки полостей.

Система направляющих

Роликовые направляющие HIWIN шириной 35 мм на VMC850 по всем осям. Это не подлежит обсуждению при работе с закаленной инструментальной сталью. Жесткость примерно на 30 % выше, чем у альтернативных вариантов с шариковой направляющей при эквивалентных условиях резания.

Пропускная способность УВД

Подсчитайте свои инструменты в самой сложной программе обработки полостей. Теперь добавьте дублирующие инструменты, которые вам понадобятся для автоматической работы в ночное время. Если это число превышает 16, вам понадобится 24 станции. Ни один клиент не пожалел, что обратился в 24.

Вот математика, которую я объясняю клиентам: в типичной программе обработки сложных полостей используется 18–22 инструмента. Добавьте по одному изнашиваемому дубликату для каждого изнашиваемого инструмента (концевые фрезы, сферические чистовые фрезы), и вы уже получите 24–28 необходимых слотов, прежде чем учитывать инструменты специального назначения. Имея всего 16 станций, вы либо останавливаете машину на полпути, чтобы поменять инструменты, либо ограничиваетесь более простыми программами. VMC850 имеет 24 станции. У VMC650 их 16. Для работы с полостью мы почти всегда рекомендуем VMC850 только с возможностью ATC.

Вес машины и отливка

VMC850 составляет 4500 кг. VMC650 весит 3400 кг. В обоих используется чугун Meehanite со структурой, оптимизированной FEA. Весовая характеристика является показателем жесткости конструкции: более тяжелые машины лучше гасят вибрацию и лучше сохраняют точность в течение длительных циклов резания.

Модельный ряд SZGHTECH VMC для литейных цехов

Вот полное сравнение наших машин для пресс-форм:

Все машины: сертифицированы CE, система качества ISO 9001, срок поставки 20–35 рабочих дней, гарантия 12 месяцев.

Рекомендуемые параметры резания: H13 при HRC 48–52.

Меня часто спрашивают о параметрах H13, поэтому я приведу здесь наши базовые рекомендации. Это отправные точки — отрегулируйте их в соответствии с вашим конкретным инструментом, охлаждающей жидкостью и настройкой приспособления.

Мы используем эти параметры на VMC850 при собственных тестовых резках перед поставкой материалов, указанных заказчиком. Если вам нужны данные тестовой резки для конкретного сплава или твердости, свяжитесь с нами перед заказом — обычно мы можем выполнить проверочную резку.

Руководство по выбору VMC: подберите машину к работе

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Может ли VMC850 обрабатывать P20 и H13 напрямую без электроэрозионной обработки?

Да, и я вам точно расскажу, как мы это устроили. Для P20 в отожженном состоянии VMC850 обеспечивает прямую чистовую обработку полостей без электроэрозионной обработки — мы используем параметры сферического конца диаметром 3 мм, перечисленные выше, и обычно достигаем Ra 0,4–0,8 мкм. Для H13 при HRC 48–52 то же самое справедливо при жестком контроле параметров резания и износа инструмента. Румынская мастерская, которая первоначально предложила проект VMC850, полностью отказалась от электроэрозионной обработки после шести месяцев эксплуатации станка. Я не могу гарантировать это для каждого приложения, но машина была создана именно для этого.

Вопрос: В чем разница между VMC850 и VMC650 для обработки полостей пресс-формы?

Основными различиями являются точность позиционирования (±0,003 мм против ±0,005 мм), мощность УВД (24 станции против 16), вес станка (4500 кг против 3400 кг) и охлаждение шпинделя (стандартное масляное охлаждение для 850, проверка для 650). Для чистовой обработки закаленных полостей, требующей соблюдения жестких допусков на размеры при работе в несколько смен, машина VMC850 является подходящим решением. Для получистовой обработки P20 и общих формовочных работ, где достаточно ±0,005 мм, VMC650 экономически эффективен.

Вопрос: Предлагаете ли вы 5-осевую обработку для пресс-форм?

Да. 4/5-осевая конфигурация SZGH-850 позволяет обрабатывать пресс-формы сложной геометрии, включая поднутрения и многогранные работы. Он оснащен шпинделем BT40 мощностью 7,5 кВт со столом 800×500 мм и системой УВД на 12 станций. Для предприятий, производящих сложные вставки или компоненты бокового действия, стоит оценить это вместе с VMC850.

Вопрос: Какую систему охлаждения шпинделя использует VMC850 и почему это важно?

Масляное охлаждение, стандартное. Шпиндель обеспечивает циркуляцию масла с контролируемой температурой через корпус шпинделя для поддержания термической стабильности. В результате температурный дрейф составляет ≤5 мкм в течение 6-часового цикла резки. Шпиндели с воздушным охлаждением на сопоставимых станках обычно смещаются на 10–20 мкм за тот же период. В программе обработки полостей, где вы держите ±0,003 мм, эта разница имеет решающее значение. Масляное охлаждение не является опцией премиум-класса для VMC850 — оно встроено.

Вопрос: Сколько инструментов требуется для типичной программы обработки полостей?

Судя по нашей клиентской базе, в сложной программе обработки полостей используется 18–22 инструмента. Сюда входят концевые фрезы для черновой обработки, сферические фрезы для получистовой обработки, сферические фрезы для чистовой обработки, радиусные инструменты, сверла малого диаметра для эжекторных отверстий, торцевые фрезы для плоскости разъема и специальные инструменты для обработки деталей. Добавьте дубликаты износа для быстроизнашивающихся инструментов — особенно сферической чистовой обработки в H13 — и вы достигнете 24–28 слотов, прежде чем все подсчитаете. Вот почему VMC850 имеет 24 станции.

Вопрос: Каковы сроки выполнения заказа и условия гарантии?

От подтверждения заказа до отправки 20–35 рабочих дней, в зависимости от комплектации. На все машины распространяется 12-месячная гарантия, покрывающая производственные дефекты. Мы осуществляем доставку по всему миру из Шэньчжэня, включая экспортную документацию. Сертификация CE и система качества ISO 9001 применяются ко всей линейке.

Вопрос: Могу ли я получить отчет о пробной резке перед покупкой?

Да, для квалифицированных запросов. Если у вас есть особые требования к материалу — конкретная марка H13, определенная твердость, критическая геометрия — мы можем организовать пробную резку на нашем предприятии и предоставить отчеты о размерах и данные о чистоте поверхности. Свяжитесь с нами по адресу export02@szghtech.com или WhatsApp +86 137 2860 1949 с деталями вашего заявления.

Вопрос: Какой станок SZGHTECH лучше всего подходит для цеха, который занимается как изготовлением форм, так и чистовой отделкой полостей?

Честный ответ: это зависит от вашего распределения объема. Если чистовая обработка полостей является вашей основной работой, а основания пресс-форм второстепенны, для точности начните с VMC850 и добавьте SZGH-1090 для больших объемов основания пресс-формы. Если в вашей работе преобладают большие пресс-формы с периодической чистовой обработкой полостей, стандартная конфигурация SZGH-1090 справится и с тем, и с другим, и вы можете добавить VMC850 позже, по мере увеличения объема полости. Я бы предпочел обсудить ваш производственный комплекс, прежде чем рекомендовать — свяжитесь с нами, и мы сможем проработать его вместе.

Запросить цену

Если эта статья дала вам более четкое представление о том, что нужно вашему магазину, следующим шагом будет разговор. Сообщите мне ваше основное применение, ваши требования к допускам, типичный размер заготовки и материал, и я дам вам прямую рекомендацию — не презентацию продукта, а честную оценку того, подходят ли наши станки для вашей работы.

Контакт:

• Электронная почта: export02@szghtech.com

• Ватсап: +86 137 2860 1949

• Веб-сайт: szghtech.com