二十世紀70年代,人們利用高壓合成技術(shù)合成了聚晶金剛石(PCD),解決了自然金剛石數(shù)目稀少、價格昂貴的題目,使金剛石數(shù)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(lǐng)域。
。發(fā)念頭一般采用難加工材料制成,外形復雜,需要切槽鉆孔、葉片加工等工序,對數(shù)控折彎機模具的實際切削效果要求非常高。從加工出的表面質(zhì)量看,PCD的效果比硬質(zhì)合金要好30%~40%。航空航天業(yè)是 傳統(tǒng)也是 為重要的數(shù)控折彎機模具應用領(lǐng)域。
切削加工技術(shù)的發(fā)展趨勢從折彎機模具發(fā)展歷程看,從十九世紀末到二十世紀中期,數(shù)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(zhì)合金數(shù)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(shù)控折彎機模具從此步入以超硬材料為代表的時期。此外,汽車、高速列車、一般機械制造業(yè)、以及近年來逐漸擴大用量的木材加產(chǎn)業(yè)都已成為數(shù)控折彎機模具行業(yè)的主要戶。從用戶行業(yè)看,有七大行業(yè)對數(shù)控折彎機模具的需求量 為明顯。這些研發(fā)是方方面面的,我們抽出與數(shù)控折彎機模具有關(guān)的方面來分析,著重研討結(jié)構(gòu)件材料的使用。更有甚者,過去某些企業(yè)制作復雜的模具,基本上都需要3、4個月才能交付使用,采用高速切削加工后,只需要半個月便可完成。一個高速切削加工系統(tǒng)所涉及的方面良多。這些結(jié)構(gòu)件一般體積較大,過去大量采用鋁合金。數(shù)控折彎機模具材料的選擇是切削加工成功的基礎(chǔ)。跟著鈦合金、復合材料應用領(lǐng)域的擴大,對數(shù)控折彎機模具加工的要求也越來越高。在該行業(yè)中,數(shù)控折彎機模具一般用來切削飛機結(jié)構(gòu)件。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(huán)節(jié)中都需要用到數(shù)控折彎機模具。從壽命上看,PCD數(shù)控折彎機模具一般能進步20倍。
模具制造業(yè)是數(shù)控折彎機模具用量 大的行業(yè)之一。
除了機身結(jié)構(gòu)件外,對飛機發(fā)念頭的加工也是一個難點。作為國家重點攙扶產(chǎn)業(yè)之一,近年來,政府已投入大量資金用于航空航天業(yè)大型客機的研發(fā)。此外,為知足飛機結(jié)構(gòu)件的高質(zhì)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,因為加工量大,因此對加工效率要求極高。與硬質(zhì)合金比擬,PCD數(shù)控折彎機模具速度可達4000m/min,而硬質(zhì)合金只有其1/4。僅從加工過程上看,傳統(tǒng)的切削加工,一個被加工工件(如模具),需要經(jīng)由毛坯退火—粗加工—精加工—淬火—EDM預備—電火花加工—特別的精加工—人工拋光等程序。
從勞動出產(chǎn)率看,有統(tǒng)計資料表明,折彎機 中國和德、美、日等發(fā)達國家比擬,大約差距3~5倍。切削加工發(fā)展的 大標志,就是高速切削加工(high speed cutting,簡稱HSC)的發(fā)展。如斯大的市場,低水平的勞動出產(chǎn)率,再加上制造技術(shù)的不斷提高和發(fā)展,對數(shù)控折彎機模具行業(yè)來說,既是機遇,更是挑戰(zhàn)。市場對數(shù)控折彎機模具的需求,不僅是量的增長,更重要的是質(zhì)的進步。此外,CBN(立化氮化硼)超硬材料數(shù)控折彎機模具和表面涂層數(shù)控折彎機模具的發(fā)展對推動切削加工技術(shù)的提高也功不可沒。
一百多年來,數(shù)控折彎機模具的切削速度不斷進步,帶來了加工效率的變化,進一步帶來了加工范圍的拓展。而華鍛高速加工僅需要毛坯淬火—粗加工—半精加工—精加工以及超精加工等環(huán)節(jié),從步驟上來說就減少了三個,加工時間比傳統(tǒng)加工方法縮短30%~50%左右;在加工小尺寸部件時,這種上風尤其顯著。