El mecanizado CNC de la cavidad y el núcleo del modelo de inyección de ventilador

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Es la tarea más dura y difícil del mecanizado de la cavidad y el núcleo durante la fabricación de moldes de plástico, que incluye el proceso CNC y EDM. La programación de la trayectoria del CNC es la tarea clave de todo el proceso de fabricación que determina la calidad del CNC y la dificultad de la electroerosión. Este artículo discutió la aplicación del software Cimatron en el mecanizado de la cavidad y el núcleo del molde de inyección de ventilador, y analizó su proceso de mecanizado, luego se centró en explicar la realización de su mecanizado en bruto y fino. Finalmente, mediante la simulación de la trayectoria se demostró la razonabilidad del método.

En la actualidad, el mecanizado de cavidades de moldes se ha convertido en un campo importante de Mecanizado CNC, especialmente el mecanizado de piezas formadoras de moldes de cavidades está estrechamente relacionado con Mecanizado CNC. En el mecanizado de piezas formadoras de moldes de cavidad, es necesario pasar por tres procesos: modelado del modelo tridimensional del producto, división del producto y división del electrodo basado en el modelo tridimensional del producto y preparación de la trayectoria de la herramienta basada en los núcleos del molde y los electrodos generados por terrible. Software CAD / CAM 3D que no se puede abrir. En la actualidad, la mayoría del software CAD / CAM puede realizar las tres funciones de modelado, división y desmontaje de electrodos y trayectorias de herramientas de programación, como Pro / E, UG, MasterCAM, Cimatron, etc. Entre ellas, Pro / E es más popular para modelar. y partiendo. Para el mecanizado, MasterCAM y Cimatron son más populares. Este artículo tomará un ejemplo de mecanizado de núcleos de cavidades de moldes en abanico e introducirá algunas condiciones reales de uso de Cimatron para procesar piezas formadoras de moldes, a fin de proporcionar referencias para el mecanizado de núcleos y cavidades de moldes.

2 Introducción al mecanizado de objetos

Como se muestra en la Figura 1, la pieza de plástico es una paleta de plástico ABS de ventilador eléctrico con un rango de tamaño de 250 × 250 × 50 mm. El modelado se completa principalmente en Pro / E engrosando la superficie para convertirla en un cuerpo sólido y luego usando Pro / Mold en Pro / E El módulo realiza la partición y se muestra el efecto tridimensional de la cavidad y el núcleo después de la partición. en la Figura 2.

Requerimientos técnicos: 

• ①Material ABS; 
• ②El grosor de la pared de la pieza de plástico es de 2 mm; 
• ③La pieza de plástico no debe tener poros, grietas u otros defectos; 
• ④La superficie de la pieza de plástico no debe tener rebabas (flash); 
• ⑤El tamaño de la abertura está sujeto al modelo 3D.

Para la cavidad del molde de la pieza de plástico, es principalmente necesario mecanizar la forma de la superficie curva de la cuchilla y mantener la verticalidad y precisión de la pared lateral de la cavidad interior, a fin de garantizar el contacto estrecho entre la cavidad y el núcleo. , y al formar la parte de plástico para que no haya flash. Además, para facilitar la instalación de la pared exterior de la cavidad y el núcleo, la cavidad más gruesa generalmente se procesa en forma de cuña, de modo que la pared lateral y la superficie inferior no sean perpendiculares, sino una pendiente pronunciada con una cierto ángulo con la vertical, alrededor de 1 ° ~ 5 °, debe prestar atención durante el mecanizado. El siguiente es un análisis del proceso con el mecanizado de la cavidad.

Esta pieza formadora de molde debe procesarse en dos lados, el frente y la parte posterior. El lado frontal fresa principalmente el interior de la cavidad y la superficie del extremo superior. Para el posicionamiento, la pared lateral exterior debe fresarse con precisión. Después de que se procesa el lado frontal, se da la vuelta a la pieza de trabajo, se fresa la superficie inferior y luego se procesa la pendiente pronunciada de la pared lateral exterior.

La cavidad del molde es generalmente de acero preendurecido con una dureza de 38 ~ 45HRC, que tiene una dureza más alta. Al elegir una herramienta, debe considerar usar un cuchillo de acero de tungsteno o un cuchillo con un recubrimiento especial.

En el núcleo, hay 6 costuras formadoras de nervaduras de 2 mm de ancho, que son relativamente profundas y se pueden procesar con una cuchilla pequeña para romper la cuchilla, que se puede dejar para el mecanizado por electroerosión.

3 Análisis de tecnología de mecanizado

Para el mecanizado de la cavidad del molde, se debe seleccionar un material en blanco de acero preendurecido adecuado para el fresado CNC, y se debe reservar un margen de 0.1 ~ 0.2 mm para el esmerilado y el esmerilado manual con una amoladora. Para los lugares estrechos y profundos de la cavidad, es necesario seleccionar el mecanizado por descarga eléctrica y el pulido manual después del fresado CNC. La rosca del agujero roscado se puede roscar manualmente después del pre-agujero de perforación de control numérico. En vista del hecho de que los lados frontal y posterior de la cavidad y los lados circundantes son superficies coincidentes, la cavidad y el núcleo se procesan en ambas direcciones, frontal y posterior. La parte posterior (es decir, la parte inferior) debe procesarse primero para completar el fresado de la superficie del extremo inferior y las paredes laterales circundantes, principalmente La forma final de la parte inferior de la cavidad es relativamente plana y es fácil de sujetar después del mecanizado. Después de terminar el mecanizado de la superficie inversa, dar la vuelta a la pieza de trabajo para el mecanizado, fresando la parte que forma la cavidad, si la pared exterior de la cavidad tiene una superficie de tiro, es necesario considerar el uso de un centro de mecanizado o una fresadora CNC con un mesa de adsorción electromagnética.

La preparación de esta trayectoria de mecanizado se lleva a cabo mediante el software Cimatron más popular. Antes de realizar procedimientos de mecanizado específicos en Cimatron, los archivos de entidad de cavidad en Pro / E deben convertirse en archivos de formato iges y luego ingresar en Cimatron para el ajuste de coordenadas. Se determina que en el mecanizado de la cavidad y el núcleo de la cavidad del molde en abanico, se establece un sistema de coordenadas en las caras de los extremos superior e inferior, y las caras de los extremos verticales en la dirección del eje Z están orientadas hacia afuera. La interfaz de programación de la trayectoria de la herramienta Cimatron se muestra en la Figura 3 [2].

Cuando la cavidad del molde se procesa mediante fresado CNC, generalmente incluye mecanizado en bruto, semiacabado y acabado. El principio del desbaste es eliminar el exceso de metal de la manera más eficiente posible, por lo que se espera elegir una herramienta de gran tamaño, pero el tamaño de la herramienta es demasiado grande, lo que puede conducir a un aumento en el volumen sin procesar; la tarea del semiacabado es principalmente eliminar los restos del desbaste El paso; el acabado garantiza principalmente el tamaño y la calidad superficial de las piezas. Teniendo en cuenta la eficiencia y la calidad, el proceso de mecanizado CNC se organiza como se muestra en la Tabla 1 [3].

4 Preparación de la trayectoria de la herramienta de desbaste

Para la cavidad y el núcleo del molde del ventilador, se utilizan espacios en blanco cuadrados y es necesario eliminar una gran cantidad de volumen, especialmente el núcleo es casi la mitad. El mecanizado es muy importante.

(1) Fresado de cavidades de 2.5 ejes.

El fresado de cavidades de 2.5 ejes es un comando de fresado bidimensional de uso común en el comando Cimatron, que se puede procesar dentro de un rango de contorno específico. Este comando se utiliza para la superficie de la mesa perpendicular al eje Z en la cavidad. Como se muestra en la Figura 4a, es el desbaste de la plataforma periférica exterior del núcleo del ventilador. El rango de contorno de fresado es el rango entre el contorno exterior rectangular y el contorno interior de flor de ciruelo. El valor máximo del eje Z es 0 y el valor mínimo es -55 mm, desde el exterior hacia el interior. Para el mecanizado por corte de anillo, el margen es de 0.6 mm. Marque la opción para limpiar el espacio entre filas. El resultado final es que toda la trayectoria de la herramienta es continua, casi sin herramientas vacías y pocas elevaciones de herramientas. Es una ruta de herramienta eficiente.

(2) Corte circular 3D con fresado volumétrico.

Para la parte de la cavidad de moldeo entre la cavidad y el núcleo, debido a que la superficie curva es relativamente complicada, se adopta un corte circular 3D de fresado volumétrico. El corte de anillo 3D de fresado de volumen se utiliza principalmente para lograr el propósito de eliminar el volumen desigual en la parte inferior. La clave es la elección de "contorno de mecanizado" y "superficie de la pieza". La Figura 4b es la trayectoria de la herramienta de corte de anillo 3D de fresado de volumen de núcleo. Seleccione todas las superficies como la "superficie de la pieza", tome el margen como 0.6 mm y luego use la herramienta de dibujo para crear un círculo con un diámetro de 251 mm como contorno. La ventaja de esto es que se puede utilizar como contorno. Hace que la trayectoria de la herramienta sea menos giratoria, menos herramientas vacías y, al mismo tiempo, también puede eliminar algunas áreas sin procesar entre las dos hojas. Si se selecciona el perfil en forma de ciruela, este efecto no se puede lograr. La Figura 5 muestra la trayectoria de la herramienta de corte circular 3D para el fresado de cavidades volumétricas. El contorno de ciruela se selecciona directamente para el contorno y se seleccionan todas las superficies de la superficie de la pieza. Dado que el volumen de eliminación está dentro del contorno de la ciruela, la trayectoria de la herramienta también es muy coherente y hay menos herramientas vacías.

5 Preparación de la trayectoria de la herramienta de acabado

Existen muchos métodos para terminar la cavidad y el núcleo del ventilador, principalmente utilizando los siguientes 3 métodos:

(1) Corte circular de fresado de cavidades de 2.5 ejes.

El fresado de acabado del plano se logra principalmente mediante el uso del elemento "Corte de anillo 3D" en el fresado de cavidades de 2.5 ejes. La figura 6 muestra la trayectoria de la herramienta de fresado fino de la plataforma periférica central. Durante el fresado del plano, también se realiza el contorno convexo de la pieza formadora. Para el fresado fino, considerando el área de la hendidura, se utiliza una cuchilla plana con un diámetro de ϕ6 mm y el margen es de 0.15 mm.

(2) Fresado superficial de piezas con fresado aerodinámico.

Se utiliza principalmente para el fresado de precisión de superficies de transición suave, y la trayectoria de la herramienta generada también cambia suavemente de acuerdo con la dirección de la superficie, y el rango de fresado está dentro de la superficie. Es decir, se utiliza el fresado aerodinámico y la pendiente pronunciada de la pared lateral circundante se selecciona para el fresado, la dirección es la dirección circunferencial y el margen es 0.15 mm.

(3) Termine de fresar todo con fresado de superficie curva.

El fresado de superficies y el fresado de acabado se utilizan principalmente para fresar superficies de formas complejas, y se debe seleccionar el rango de contorno del mecanizado. Seleccione todas las superficies como "superficies de la pieza" y tome el margen como 0.15 mm. En el núcleo, debe utilizar la herramienta de dibujo para crear dos círculos con un diámetro de φ251 mm y φ20 mm como contorno de mecanizado, de modo que la trayectoria de la herramienta de mecanizado sea más suave. En la cavidad, solo necesita seleccionar el contorno en forma de ciruela.

6 Resultados de la verificación de la entidad

La pared lateral del núcleo da un efecto de mecanizado inclinado y la pared lateral de la cavidad es un efecto de mecanizado de pared recta. En el mecanizado específico, se selecciona según las necesidades del diseño del molde.

7 observaciones finales

El mecanizado de la cavidad del molde del ventilador es de dificultad media en el mecanizado de la cavidad del molde, que puede reflejar todos los aspectos del mecanizado de la cavidad del molde y tiene un significado representativo típico. En este trabajo, a partir del análisis del proceso de mecanizado CNC del mecanizado de la cavidad del molde del ventilador, la realización del mecanizado de desbaste y acabado y el análisis de sus puntos importantes y difíciles, se da el método de mecanizado de fresado CNC de la cavidad general del molde. La forma de la cavidad del molde varía ampliamente. En el mecanizado CNC, el procesador debe organizar razonablemente los procedimientos de mecanizado de acuerdo con las condiciones específicas del objeto de mecanizado, combinado con las ventajas del software CAM, para compilar trayectorias de mecanizado de alta eficiencia y alta calidad.

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