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东芝注塑机UVM-C 系列

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更新时间:2018-05-25 15:46:22浏览次数:4503

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产品简介

东芝注塑机UVM-C 系列在秉承高速、优质加工理念的基础上开发,配备高精度空气静力轴承主轴。这是一款高精度机器,适合精密模具应用。与传统机种相比,该机器有助于确保降低运行成本,明显提高加工质量。

详细介绍

 

东芝注塑机UVM-C 系列应用

  • 精密模具加工
  • 半导体相关的精密零部件加工

 

 

东芝注塑机UVM-C 系列功能

UVM-450C 在秉承高速、优质加工理念的基础上开发,配备高精度空气静力轴承主轴。这是一款高精度机器,适合精密模具应用。

与传统机种相比,该机器有助于确保降低运行成本,明显提高加工质量。
该设备预期可实现以下特定效果:

  1. 标配 60,000 min-1 主轴
    => 缩短了加工时间
  2. 使用非接触空气轴承,主轴服役寿命几乎无限长
    即使主轴受损,其维修成本也比其他机床的主轴低得多。
    => 降低了维修成本
  3. 实现主轴的高旋转精度,延长了刀寿命
    此外,主轴高速运行无时间限制,只需使用小直径刀就可执行加工。
    => 降低了刀成本
    => 减少了所用刀的类型
    => 缩短了 CAM 人工操作时间
  4. 大大提高了加工表面的质量
    => 缩短了人工抛光时间
  5. 大大提高了加工精度
    => 实现了高附加值加工
  6. 使用一台机器和各种选件(如旋转工作台)完成不同类型的加工作业
    => 该机器能提供各种类型的功能

高速空气静力轴承主轴

高速空气静力轴承主轴

主轴转速:60000 min-1
SPAM(*):0.10 μm
TIR:1 μm

(*1) 通过“单点异步误差运动”方法测量

1. 高速且发热量低

高速且发热量低

  • 缩短了加工时间
  • 减少了所用刀类型和工序数(使用小直径刀)
  • 主轴热位移低(参见右图)
  • 参见加工示例 11、12、13
  • 参见加工示例 5~13

2. 高旋转精度

高旋转精度

  • 实现高质量加工表面
  • 延长了刀寿命
  • 参见加工示例 1、2、3
  • 参见加工示例 5、6、7
  • 参见加工示例 12

3. 轴承终身服役

  • 可实现高速连续加工
  • 维护成本降低

4. 低级别振动和噪音

  • 实现高质量加工表面
  • 改进工作环境
  • 参见加工示例 1、2、3

主轴功能对比

项目滚珠/滚柱轴承主轴空气静力轴承主轴
轴承寿命2000 ~ 3000 小时几乎无限长
连续运行时间数小时几乎无限长
驱动马达多个 10 kW1.6 kW
(发热导致损耗过度、噪音和振动)
刀寿命较短(由于旋转精度低)较长(由于旋转精度高)
所需主轴更换时间
和成本
2 ~ 7 天,成本高昂2 ~ 3 小时,成本低廉

线性马达驱动器

高精度造型

高精度造型

使用高进给速率加工优质表面,为 X、Y 和 Z 轴提供线性马达驱动系统。

  1. 由于空动zui小化,实现了围绕象限切换区域执行优质平滑加工。
  2. 消除了不利因素(例如,滚珠螺杆驱动系统的影响),实现了优质的成品平面。
  • 参见加工示例 2、3

高精度定位和平滑进给

高精度定位和平滑进给

实现了 0.1 μm 可靠步进进给,为 X、Y 和 Z 3 个线性轴提供了 0.01 μm 编程分辨率。

  • 参见加工示例 3

高效冷却系统

将热变形控制到zui低程度

将热变形控制到zui低程度

机体中的铸造管由东芝机械自行开发。

各种应用

(1) 高速主轴

高速主轴

更换标配主轴

(2) 垂直旋转和分度工作台(C1 轴)

垂直旋转和分度工作台(C1 轴)

示例

  • 交叉槽加工
  • 车削
  • 菲涅耳透镜加工
  • 参见加工示例 5

(3) 工件水平旋转和分度工作台(A2 轴)

工件水平旋转和分度工作台(A2 轴)

示例

  • 透镜模具加工
  • 车削

(4) 刀旋转和分度头(A 轴)

刀具旋转和分度头(A 轴)

示例

  • 槽加工
  • 通过逐渐更改角度进行槽加工
  • 自动刀更换(小塔)
  • 参见加工示例 4

(5) 刀转向头(C2 轴)

刀具转向头(C2 轴)

示例

  • 曲线槽加工
  • 精良槽加工
    (例如,分析芯片)

(6) 高速微图案加工系统

高速微图案加工系统

刀以压电振荡器级高速移动。短时间内加工好微图案。

自动换刀装置

支持长时间高效运行的自动换刀装置

自动换刀装置

主要规格

主要规格

  • 支持研磨(可选配全功能系统)
  • 配备 ATC
主要规格UVM-450C
行程X 轴(工作台水平移动)450 mm
Y 轴(主轴交叉移动)450 mm
Z 轴(主轴垂直移动)200 mm
工作台工作台面450 mm × 450 mm
工作台余量负荷100 kg
主轴主轴转速6000 - 60000 min-1
马达功率1.6 kW/37920 min-1
zui大进给速率X、Y:15 m/min Z:10 m/min
编程分辨率X 轴、Y 轴、Z 轴:0.010 mm
数控系统FANUC 系列 30i-MODEL A
机床尺寸2100 mm × 2450 mm × 2150 mm
机器重量5000 kg

加工示例

示例 1(高速高旋转精度主轴的效果)

连续微型钻孔

连续微型钻孔

材料:SUS310
孔直径:φ0.01,0.08 贯穿深度
刀:碳化钨钻孔 φ0.01 x 0.1

示例 2(高速主轴和线性马达驱动器高精度造型控制的效果)

LED 透镜模具

LED 透镜模具

材料:STAVAX® 52HRC
刀:cBN R0.5 滚珠端铣
刀旋转速度:60000 min-1
(STAVAX® 是 Bohler Uddeholm AG 的注册商标)

LED 透镜模具

LED 透镜阵列模具

LED 透镜阵列模具

材料:STAVAX®  52HRC
形状:球面,φ孔径 4,深度 2
刀:cBN R0.5 滚珠端铣
表面粗糙度:0.032 μm Ra

LED 封装反射镜模具

材料:STAVAX® 52HRC
刀:cBN φ0.5 牛鼻端铣
表面粗糙度:0.022 μm Ra

LED 封装反射镜模具

示例 3(高旋转精度主轴和线性马达驱动器平滑进给的效果)

平面

平面

材料:SKD61 52HRC
刀:cBN φ0.5 牛鼻端铣
刀旋转速度:60000 min-1
加工时间:2 小时 
表面粗糙度:0.004 μm Ra

自由形状表面 (2.5D)

自由形状表面 (2.5D)

材料:DC53 60HRC
刀:cBN R0.5 滚珠端铣
刀旋转速度:60000 min-1
加工时间:8 小时
表面粗糙度:0.008 μm Ra

自由形状表面 (3D)

自由形状表面 (3D)

材料:DC53 60HRC
刀:cBN R0.5 滚珠端铣
刀旋转速度:60000 min-1
表面粗糙度(加工时间):
0.015 μm Ra(20 小时)
0.020 μm Ra(5 小时)

示例 4(线性马达驱动器平滑进给的效果,A 轴应用)

通过刨床加工抛光镜面

通过刨床加工抛光镜面

材料:STAVAX® 上镀 Ni-P
刀:单结晶金刚石刀
端部 R10

示例 5(线性马达驱动器的平滑进给效果,C 轴应用)

菲涅耳透镜模具

菲涅耳透镜模具

材料:镀铜
刀:单晶金刚刀
工作旋转速度:400 min-1
加工时间:62 分钟

菲涅耳透镜模具

示例 6(高旋转精度主轴的效果 => 延长刀寿命)

用刀开槽

材料:SUS630 40HRC
刀:碳化钨 φ0.3 扁平端铣
加工时间:每个元件 5 分钟
总共 120 小时
刀寿命:120 小时(刀加工了 1440 个元件)

用刀具开槽

示例 7(高旋转精度主轴的效果 => 延长刀寿命)

用一个刀连续加工

用一个刀具连续加工

壳腔

材料:CENA1® 40HRC
刀:碳化钨 R0.5 滚珠端铣
加工时间:55 分钟/一个型腔
刀寿命:用一个刀加工 36 个型腔
(CENA1® 是 Hitachi Metals, Ltd. 的注册商标。)

示例 8(高旋转精度主轴的效果 => 延长刀寿命)

用一个小直径铣床进行高速钻孔

用一个小直径铣床进行高速钻孔

φ0.08 mm 0.4 mm 深 3452 通孔

材料:SUS410
刀:碳化钨 φ0.08 铣床
连续加工时间:138 小时

示例 9(高速主轴的效果 => 通过小直径刀改进加工工艺)

Cu-W 薄壁加工

Cu-W 薄壁加工

壁厚 0.11 mm 高度 3 mm

材料:Cu-W
刀:碳化钨 φ0.7 扁平端铣

示例 10(高速主轴的效果 => 通过小直径刀改进加工工艺)

使用小直径端铣加工硬化钢

使用小直径端铣加工硬化钢

材料:SKD11 58HRC
刀:碳化钨 φ0.4 扁平端铣

示例 11(高速主轴的效果 => 通过小直径刀改进加工工艺)

用小直径端铣高速加工

材料:NAK80® 40HRC
(NAK80® 是 Daido Steel Co., Ltd. 的注册商标)

用小直径端铣高速加工

小直径端铣高速加工效果

机床普通机床
(加工中心等)
高速机床
UVM-450C
所用刀粗加工R3R1
中精加工R3 + R1-
精加工R1R1
加工时间粗加工5 分钟25 分钟
中精加工10 分钟 + 27 分钟-
精加工80 分钟45 分钟
总加工时间122 分钟70 分钟
NC 程序数量用于 R3/用于 R3+R1/用于 R1
总共 4 个
用于 R1/-/用于 R1
总共 2 个
粗加工后的表面状态
(取消中精加工的原因)

普通机床

由于使用 R3 滚珠端铣加工,因此表面比较粗糙
(需要中精加工)

高速机床

由于使用 R1 滚珠端铣加工,因此表面精细
(不需要中精加工)

示例 12(高速主轴的效果 => 通过小直径刀改进加工工艺)

注塑成形 A4 Note PC 型腔

注塑成形 A4 Note PC 型腔

上盖型腔

材料:NAK55®
(NAK55® 是 Daido Steel Co., Ltd. 的注册商标) 
刀:碳化钨滚珠端铣
加工条件:(粗加工/R1.5)
刀旋转速度:30000 min-1
进给速率:6000 mm/min
切削深度(Z 轴): 0.5

机床20000 min-1 主轴
(滚珠/滚柱轴承主轴)
高速机床 UVM-450C
(空气静力轴承主轴)

加工
R10、R5、R3R1.5
精加工R3、R1.5
(嵌边)R1、R0.5
R1.5
(嵌边)R1、R0.5
加工时间
加工
10 小时4.5 小时
精加工16 小时4 小时
运行成本6 种类型,10 件
刀成本 12 万日元
包括刀架 30 万日元以上
3 种类型,4 件(R1.5 为 2 件)
刀成本 25 万日元

示例 13(高速主轴的效果 => 通过小直径刀改进加工工艺)

用于注塑成型的壳模具

用于注塑成型的壳模具

材料:SKD61 (H13)

客户 A 传统工艺:工艺所需天数 => 超过 1 周

客户 A 传统工艺

用高速机床改进工艺:工艺所需天数 => 2 天

用高速机床改进工艺

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