Lavorazione CNC per la realizzazione di stampi a iniezione: come vengono effettivamente lavorate le cavità, le anime e le basi dello stampo

Ogni superficie che un pezzo stampato avrà mai inizia come un percorso di taglio in acciaio,e le decisioni prese durante la lavorazione determinano quanto lampeggia lo strumento, la velocità dei cicli, la durata della lucidatura e la quantità di parti prodotte prima della manutenzione.

Questa guida mostra come viene costruito uno stampo: la sequenza di lavorazione dal blocco d'acciaio allo strumento montato, cosa viene lavorato oltre alla cavità, quali acciai si comportano sotto un tagliatore,le tolleranze e le finiture, e come pensare di procurare muffe da produrre a livello nazionale o offshore.

Il ruolo dell'usinatura CNC nella produzione di stampi

La lavorazione CNC produce quasi tutte le superfici funzionali di uno stampo, che include la cavità e il nucleo che formano la parte, le tasche della base dello stampo e le interfacce che li tengono,i canali di raffreddamento che controllano la temperatura, i fori di espulsione che rilasciano il pezzo e le superfici di chiusura dove le due metà si incontrano.e il banco manuale porta le superfici alla loro finitura finale.

La sequenza di lavorazione dal blocco allo strumento finito

1. Il blocco di acciaio è quadrato e le date sono stabilite.
2. L'abbattimento del materiale in vrazza avviene con strategie di alimentazione adattive o elevate, lasciando una quantità uniforme di scorte.perché il magazzino incoerente causa variazione della deviazione degli attrezzi nei passaggi successivi.
3. La superficie è abbassata in modo uniforme e gli angoli sono preparati con lavorazione a riposo.Quindi il passaggio di finitura soddisfa un coinvolgimento costante piuttosto che alternarsi tra tagli pesanti e leggeri.
4. Trattamento termico, dove l'acciaio lo richiede. indurimento e sollievo da sollecitazioni introducono un movimento dimensionale che le operazioni successive devono correggere, motivo per cui la sequenza deve anticiparlo.
5. Fresatura dura: passaggi di finitura effettuati in materiale indurito con utensili brevi e rigidi, in cui la qualità della superficie è vinciuta o persa e determina direttamente quante ore ci vorranno per la lucidatura.
6. La lavorazione a scarica elettrica: angoli interni affilati, costole profonde e dettagli stretti sotto il più piccolo tagliatore pratico vengono bruciati piuttosto che fresati.
7. Lavoro manuale per raggiungere il grado di superficie specificato, rimuovere i segni dei testi dell'utensile e le transizioni di miscelazione tra le regioni lavorate.
8. La cavità e il nucleo sono abbinati, i blocchi sono verificati e lo strumento viene assemblato con i sistemi di espulsione e raffreddamento prima dei primi colpi.

Laddove l'EDM è ancora richiesta e dove è stata sostituita dalla fresatura dura

I miglioramenti nella fresatura dura hanno spostato una notevole quantità di lavoro dall'elaborazione a scarico elettrico,perché la fresatura è più veloce su geometria aperta e non richiede un elettrodo da fabbricare primaMa la fresatura è limitata dalla geometria del taglio e dalla portata in modo che l'EDM non lo è.

I due processi sono complementari piuttosto che in competizione. un attrezzo ben pianificato fresate tutto ciò che può essere fresato in modo efficiente e riserva EDM per ciò che la fresatura fisicamente non può produrre,che mantiene l'elettrodo fuori dal percorso critico, ove possibile.

Cosa si lavora oltre alla cavità

La maggior parte dell'attenzione è rivolta alla lavorazione della cavità e del nucleo, ma uno stampo contiene molti dettagli meccanici che determinano se lo strumento funziona realmente in produzione.

• La cavità e gli inserti del nucleo si trovano in tasche lavorate la cui precisione controlla l'allineamento tra le due metà.
• Canali di raffreddamento: passaggi perforati e lavorati posizionati a una distanza controllata dalla superficie della cavità.
• I fori degli spilli di espulsione sono posizionati e dimensionati in modo che gli spilli corrano liberamente senza permettere flash, che è un requisito di adattamento più stretto di quanto la maggior parte delle persone si aspetti.
• Dispositivi di slitta, di sollevamento e di camme, necessari ovunque una caratteristica sia sotto tagliata e non possa essere rilasciata nella direzione in cui si apre lo stampo, e ognuno di essi è un assemblaggio lavorato a sé stante.
• Le superfici di chiusura, dove la cavità e il nucleo si incontrano per chiudere una caratteristica, la qualità di chiusura decide se lo strumento lampeggia ad ogni scatto.
• Geometria del corridoio e del cancello.
• Ventilazione: rilievo meccanico superficiale che permette all'aria intrappolata di sfuggire mentre la cavità si riempie.
• Fittings per l'acqua, fori per perni guida, perni di ritorno e le caratteristiche di montaggio che permettono allo strumento di attaccare una pressa.

Il raffreddamento e la ventilazione sono i settori in cui le decisioni di lavorazione si manifestano più direttamente nell'economia di produzione.e il tempo di ciclo è il costo dominante per parte nella stampatura di produzioneMolti dei problemi trattati nel nostro articolo sui difetti di stampaggio attribuiti all'utensile hanno origine dal layout di raffreddamento, dalla ventilazione o dalla lavorazione di chiusura piuttosto che dalla stampa.

Le acciai utensili e le macchine

Le macchine in alluminio meritano una nota perché cambiano completamente l'economia della produzione iniziale.che accorcia notevolmente il tempo di lavorazione degli utensili e riduce i costiQuesta è la base dell'attrezzatura e della stampatura rapida.e è la strada giusta quando il disegno non è ancora congelato o il volume non giustifica l'acciaio indurito.

Tolleranze e finitura superficiale nella lavorazione dei stampi

Le tolleranze della muffa funzionano in modo diverso dalle tolleranze delle parti.perché la qualità di chiusura determina l'aspetto del lampo e della linea di separazione su ogni parte che lo strumento produce.

• Le superfici a cavità vengono lavorate per una geometria particolareggiata con una tolleranza in cui seguirà la lucidatura, perché la lucidatura rimuove il materiale e una superficie lucidata senza tolleranza finisce per essere di dimensioni ridotte.
• Le superfici di chiusura hanno il controllo più stretto dell'utensile, una chiusura che non si adatta bene lampeggia ad ogni colpo e correggere in acciaio indurito è un lavoro difficile.
• Le caratteristiche di guida e allineamento sono lavorate secondo la specifica della base dello stampo piuttosto che la specifica della parte, poiché il loro compito è la registrazione ripetibile tra le metà.
• La posizione del canale di raffreddamento è un requisito dimensionale, poiché la distanza dal canale alla superficie della cavità determina l'uniformità di raffreddamento.
• Il grado di consistenza della superficie deve essere concordato prima di iniziare l'elaborazione, poiché determina la quantità di materiale che deve rimanere per la finitura.
• Gli inserti a perno dell'ejettor sono una specifica di spazio libero, abbastanza stretti da impedire il lampo e abbastanza sciolti per un libero movimento nell'intervallo di temperatura dello strumento.

L'indennità di lucidatura è l'oggetto più spesso mal maneggiato, troppo poco e una superficie lucida scende fuori tolleranza, troppo e la sala attrezzi spende ore manuali aggiuntive.che è il tempo più costoso in tutta la costruzioneL'accordo sul grado di finitura all'inizio consente alla fase di lavorazione di lasciare la quantità corretta piuttosto che una supposizione.

Perché la configurazione dell'asse è importante per gli utensili

La lavorazione dei stampi è eseguita su apparecchiature a 3 assi, 3+2 indicizzate e simultanee a 5 assi, e la scelta influisce sia su ciò che è possibile che su quanto costa.

• La lavorazione a 3 assi gestisce la maggior parte dei lavori di base di stampo prismatico, delle cavità semplici e della lavorazione delle piastre, ed è l'opzione più economica dove la geometria lo consente.
• La lavorazione indicizzata 3+2 posiziona il blocco ad un angolo fisso e taglia con un movimento a tre assi, che si adatta a facce angolate e caratteristiche che non possono essere raggiunte da un singolo orientamento.
• La lavorazione simultanea a 5 assi muove tutti gli assi durante il taglio, che è necessaria per le superfici curve composte e utile ovunque l'utensile raggiunga il vincolo.
• L'inclinazione dell'asse dell'utensile consente a un tagliatore più corto e rigido di raggiungere un nucleo profondo, che taglia più velocemente,Parla meno e lascia una finitura migliore di uno strumento lungo che arriva dritto verso il basso.

Questo ultimo punto è il motivo per cui i nuclei profondi vengono lavorati su apparecchiature multiasse anche quando le superfici stesse non sono curve.e si traduce direttamente in meno ore di lucidatura.

Tempistiche di produzione di muffe e ciò che le comprime

Il tempo di lavorazione dell'utensile dipende dalla sequenza di lavorazione, dalla quantità di EDM richiesta e dalla finitura manuale alla fine.

• Le revisioni tardive dopo la fresatura dura sono il cambiamento più costoso del processo.perché la correzione nel materiale indurito significa spesso saldatura e rilavoro.
• Accettare il grado di finitura della superficie all'inizio, in modo che la lavorazione lascia la giusta franchigia e il banco non è esteso da indovinelli.
• Scegliere il materiale da utilizzare in modo onesto rispetto al volume. Uno strumento in alluminio per un progetto ancora in fase di convalida è più veloce ed economico di uno in acciaio indurito che richiede modifiche.

Un progetto per la revisione di produzione prima di iniziare l'utensile si paga ripetutamente qui.e sezioni di parete che richiederanno un'attenzione di raffreddamento estensivo sono tutti più economici da affrontare in CAD che in acciaioPer i progetti ancora in fase di convalida, il nostro prototipo e il nostro percorso di lavorazione a basso volume consentono di provare la geometria prima dell'impegno per la produzione.

Acquisto di stampi negli Stati Uniti rispetto all'estero

La decisione è raramente tutto o niente. Una struttura comune è quella di prototipo e convalidare rapidamente, quindi costruire strumenti di produzione dove l'economia è migliore una volta che il progetto è stabile.Ciò che rende il lavoro degli attrezzi offshore è la disciplina della documentazione: un pacchetto completo di dati, una specifica di finitura concordata, requisiti di ispezione definiti e un chiaro processo di modifica tecnica.

Elite Mold Tech costruisce e gestisce gli utensili in casa, combinando servizi di lavorazione CNC di precisione con stampaggio a iniezione di plastica, quindi lavorazione a cavità, EDM,l'allineamento e lo stampaggio sono gestiti come un unico processo piuttosto che coordinati tra i fornitoriInviare un modello di parte e il volume di riferimento a Elite Mold Tech per un piano di lavorazione che indichi l'approccio di lavorazione, la portata EDM e il grado di finitura piuttosto che un singolo dato del tempo di consegna.

Domande frequenti

D: Quanto tempo ci vuole per lavorare uno stampo a iniezione?

R: Dipende dalle dimensioni, dal numero di cavità e dalla quantità di EDM e di benching che richiede la geometria.Per questo il bridge tooling esiste come un percorso distinto.

D: La fresatura dura elimina la necessità di EDM nella produzione di stampi?

R: No. La fresatura dura ha ridotto la portata dell'EDM sulla geometria aperta, ma gli angoli interni affilati, le costole profonde strette e i dettagli al di sotto delle dimensioni pratiche del taglio lo richiedono ancora.La maggior parte degli strumenti utilizza entrambi i processi in combinazione.

D: Quale acciaio per utensili dovrebbe essere utilizzato da uno stampo a iniezione?

R: Le qualità pre-indurite come P20 si adattano agli utensili a durata media ed evitano la distorsione del trattamento termico.abrasivi o condizioni corrosive, al costo di una sequenza di lavorazione più lunga.

D: È possibile utilizzare uno stampo in alluminio per la produzione?

R: Per volumi inferiori, sì. Gli utensili in alluminio producono migliaia di colpi ed è molto più veloce ed economico da lavorare,che lo rende adatto alla produzione di ponti e disegni non ancora completamente congelati.

D: Cosa causa i ritardi più costosi nella produzione di stampi?

R: La progettazione delle parti cambia dopo la fresatura dura.Il congelatore del progetto prima che l'acciaio venga tagliato è la protezione più efficace disponibile.