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高精度沖壓模具的零件公差僅為 +/- 0.003 mm,你的車間能做到嗎?

數控機床刀具2019-11-25 10:49:52

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隨著對粉末冶金 (PM) 部件需求的不斷增長,PM
模具制造商 Quala-Die Inc. 一直在尋求提高產量
的方法。山高切削技術幫助該公司硬銑削和硬車削許多模具,提高了生產率。

刀具和模具制造商 Quala-Die Inc. 坐落在美國賓夕法尼亞州的中心地帶,之所以在此設廠,原因很簡單。總經理 Richard Schatz 解釋說,該公司為粉末冶金 (PM) 行業提供服務,而周邊地區生產的 PM 部件比世界任何其他地方都多。

Richard D. Schatz,Quala-Die 總經理兼副總裁。


1978 年,Quala-Die 在 Schatz 家族的地下室成立了,自那時起便專為 PM 壓制領域提供服務。由于生意興隆,這個車間迅速發展壯大。隨著企業從兩名員工增加到 100 名員工,新工廠隨之建成,成為業內最大的 PM 壓制工具供應商。2016 年 10月,Quala-Die, Inc. 被賓夕法尼亞州西部另一家著名的公司 Penn United Technologies, Inc.(位于 Cabot 和 Saxonburg 地區)收購。現在,Penn United 公司廣泛的制造服務產品變得更為充實和完善。


Quala-Die, Inc

創立時間:1978 年,
2016 年被 Penn United Technologies,
Inc. 收購
地址:美國賓夕法尼亞州圣瑪麗斯
員工:超過 100 名
業務專長:為粉末壓制模具行業生產模具
總生產面積:4000 平方米
成為山高客戶的時間:35 年


粉末冶金部件在汽車、電動工具、電器、RV/ATV、航空航天、醫療和石油天然氣等行業尤其受歡迎。因此,Quala-Die 繼續保持強勁的增長勢頭,不斷面臨著提升產能和產量以跟上客戶需求的挑戰。在 Schatz 看來,克服這些挑戰的關鍵是始終擁有技術最先進的設施和團隊。

我們與供應商緊密合作,

確保我們始終擁有最新、最好

的產品和服務。”


“要做到這一點,我們必須保持高效率,始終跟上技術的進步。”他說,“這意味著我們應與供應商緊密合作,確保我們始終擁有最新、最好的產品和服務,無論是機床、員工培訓、模具還是加工策略 – 目前對我們而言,硬銑削和硬車削是最重要的兩個領域。”


隨著粉末、模具、刀具和壓機的進步,如今的 PM壓制工藝可以實現快速、高效和高精度。這將有利于生產密度更高、表面粗糙度更好的部件,并能獲得更接近最終尺寸的近凈形狀,這種工藝直到最近才被認為是可行的。

例如,Quala-Die 的一個客戶生產偏差不超過
+/- 0.0004" (0.01 mm) 的近凈成形 PM 零件,這類零件十分接近最終尺寸,因此無需再進行任何輔助的精加工。

為了生產這種零件的 PM 模具,Quala-Die 通常會使用磨削機床或放電加工機床 (EDM)。然而隨著刀具技術的最新發展,比如借助來自刀具合作伙伴山高的立銑刀和車削刀片,加工車間可以硬銑削和硬車削更多的零件。

山高技術應用工程師 Kent Howard 和Quala-Die 生產經理 John‘JP’ Cummings 在質量控制室討論。


在配有高級探測系統的高端機床上運行時,山高刀具可以使車間生產出公差僅為 +/- 0.0001"(0.003 mm) 的零件,并且具有異常精細的粗糙度,能讓凸模和凹模更加緊密地配合,大大提高了PM 生產零件的精度。

硬銑削和硬車削加工策略極大提高了Quala-Die 的加工能力,能以經濟高效的方式快速生產十分復雜的高精度沖壓模具。硬加工減少了模具所需的精加工工藝(例如,放電加工和磨削),從而縮短了整個零件的周轉時間。此外,所加工的 PM 模具顯著延長了使用壽命。


在 SCHATZ 看來,如今的機床性能能夠讓車間充分利用山高的刀具進行硬加工,從而簡化了裝夾,減少了裝夾時間。如果使用放電或磨削方式加工零件,成本將相當高昂。“我們現在可以生產出整套模具,這要歸功于硬加工,而且 PM 工藝的成本實惠,所以會有更多的車間考慮采用這種工藝來加工部件。”他說。


Quala-Die 與山高合作已逾 35 年。多年來,山高做出了許多重要貢獻,其中之一是建議 Quala-Die 采用硬銑削技術,并使用山高Jabro 系列整體硬質合金立銑刀。在取得成功之后,Quala-Die 又采用了山高 Niagara Cutter 金剛石涂層硬質合金立銑刀來銑削耐磨石墨 EDM電極。


如今,QUALA-DIE 采用山高多款整體立銑刀,輕松銑削60-65 Rc 硬度的工具鋼部件。這些鋼材的釩和鉻含量相對較高,因此與傳統的高速鋼 (HSS) 立銑
刀具有同等硬度。高速鋼刀具變得不再適用。因此,許多金屬加工企業認為生產這些硬質零件的唯一方法是采用磨削加工。但是,由于改進了排屑槽設計和螺旋角,以及增強了基體和涂層結構,上述問題已不復存在。


對于硬車削,Quala-Die 使用山高 TH1500和 CBN200 刀片材質等級,不必再進行零件的內圓和外圓磨削。TH1500 材質等級由織構化Al2O3 CVD 涂層、Ti (C,N) 中間層和超細晶粒基體組成,因此該材質等級非常適合加工淬硬鋼工件。

Quala-Die 機械師 Jason Wurm 在進行硬車削加工。


Schatz 補充說,除了 PM 行業之外,Quala-Die 在多元化經營方面也發現了很多增長潛力。他們想涉足轉模等其他行業,開拓更多的原型和生產業務,特別是在連桿領域。Quala-Die計劃繼續投資加工設備和人力資源,并優化其加工能力。Schatz 認為山高將依舊是該公司的重要合作伙伴。

Quala-Die車間的一系列刀具。


使用的山高刀具

  • Niagara 和 Jabro 整體硬質合金立銑刀,包括用于銑削石墨 EDM 電極的金剛石系列

  • JS532-NXT 和 JH112-HXT,山高CBN 刀片材質等級 TH 1500 以及CBN 200 和 CBN 010(硬車削)

  • DS-4 金剛石球頭立銑刀

  • Niagara MB215M 整體硬質合金立銑刀(硬銑削)



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