铣削胜过蚀刻

来自迪特福特的高科技模具制造商Siebenwurst不仅在模具制造方面处于领先地位，而且作为开发合作伙伴、轻质结构专家和全方位服务供应商，也处于最高水平。这家位于上普法尔茨州的公司最近面临的决定是：用于生产电动汽车电池托盘的注塑模具的大型模板上的复杂肋条结构应该采用蚀刻成型还是铣削？

负筋的生产实际上是塑料模具制造日常业务的一部分。然而，尽管与铣削相比成本较高，但这些负筋通常仍采用久经考验的蚀刻法。这是因为许多人害怕承担风险。Siebenwurst公司已经投身于肋骨铣削加工，而且并不后悔。

肋骨结构的生产具有挑战性
Siebenwurst公司的工具管理负责人Xaver Ferstl说：“尽管我们仍在双轨运行，但肋骨铣削对我们来说越来越重要。必须在2200mm × 1900mm 的造型板上加工出大量的肋区，这对我们来说是一个挑战此外，大部分凹槽深度必须达到56mm，这意味着需要超过14 × D的投影长度。

从根本上说，电池托架的几何形状是相当特殊的。扩展管理团队成员Maximilian Siebenwurst从一开始就作为项目管理和设计部门的负责人参与了HyFiVe工具项目，他解释说：“框架结构由带有后注筋结构的铝型材组合而成。他从一开始就作为项目管理和设计部门的负责人参与了HyFiVe工具项目。在发生事故时，它们还能保护电池在整个长度上免受冲击力的影响。”

电解液泄漏通常是导致火灾的主要原因之一。这就是为什么要将两个肋状结构组合在一起，Siebenwurst称之为局部冗余结构设计：“肋状结构的设计方式可以吸收很大一部分冲击能量。”

Siebenwurst拥有一台五轴Parpas Gantry XS龙门铣床，其数米的行程可以轻松夹紧模板。Parpas Gantry XS的尺寸相当于一栋小排屋，尽管如此，其HSK-63接口的铣削精度却非常高，肋条所需的 ±0.01mm公差也能实现。Xaver Ferstl确信他们能铣出肋骨。于是，Moldino和Christian Gräml的名字出现了。

通过数据库很快找到了合适的铣刀
日本精密刀具专家Moldino开发的生产50方法 (P50) 以及相关的经济效益计算在Siebenwurst决定不再仅采用蚀刻法加工肋骨，而是更多地采用铣削法加工肋骨的过程中发挥了重要作用。因此，它在HyFiVe项目中也发挥了重要作用。

从一开始，Xaver Ferstl就非常清楚哪些Moldino铣刀、CAM策略和切削数据最适合实现HyFiVe刀具的肋骨铣削项目。使用 Quickfinder Moldino刀具数据库，选择合适的刀具是最简单的工作。所有模具数据，包括3D步进和2D DXF数据，也都可以通过Quickfinder调用。

Ferstl与Moldino公司的工艺优化师Christian Gräml一起，首先确定了基本流程，即从哪里开始对面板进行肋骨铣削以及接下来的步骤。因此很快就选定了最合适的铣削工具。严格来说，铣刀只有一把，即直径为4mm的ETMP-4040，但有32mm和40mm两种不同长度。

ETMP是一种四刃环形刀具，凸度为1°。由于在PVD工艺中采用了TH45+纳米涂层，该铣刀可用于硬度高达60 HRC的零件硬加工，刀具寿命极长。尽管在该项目中铣削的是非预硬回火钢1.2738，但刀具寿命长和由此产生的工艺可靠性仍是重要方面。

肋骨铣削的关键在于最大限度地提高加工效率

“另一个优点是ETMP的切削刃是椭圆形的，”Gräml解释说，“两个切削刃在直径上，两个切削刃在直径下，这样刀具在铣削过程中就会平静下来，振动也会降低，特别是在悬伸长度较长的情况下。刀具在转角区域的反应也更加轻松。这对超长悬伸长度的铣削尤为重要。毕竟，我们必须用14 × D的投影长度进行铣削，即用4mm的铣刀铣出深达56mm的沟槽，这几乎是在走钢丝。”

Gräml强调说：“因此，我们选择了粗加工，并从实体上进行铣削，这在 ETMP 铣刀上很容易实现。肋条的几何形状也得到了优化。通过与内部设计部门合作，对一些地方的轮廓进行了修改，使其更易于铣削。”

对于不太深的肋，则使用稍短的ETMP铣刀。这里使用的是Moldino建议的标准切削值。而对于56mm深的肋条，则需要在速度、进给速度和进给深度方面进行一些微调。Xaver Ferstl解释说：“我们的目标是确保在5个小时内铣完每一段。 毕竟，这是之前确定的刀具寿命，在这一寿命内，ETMP长铣刀的切削刃不会出现磨损。”

目的是在每个肋段铣削到最终尺寸后更换一把姐妹刀具。因此，为了得出这一加工时间，我们用一个肋段形式的测试工件进行了一系列测试。在进给速度为2.3m/min、转速略低于10000转/分钟、进给深度为0.1mm的情况下，每个套料精确地达到了5小时的加工时间。Ferstl 说：“在工艺可靠性方面，现在可以保证每个单独的部分都可以用新的铣刀铣削，而无需返工”。所有肋骨都是在空气冷却的情况下进行干铣的。

“在使用 HyFiVe 工具时，肋骨铣削的优势尤为明显，”Maximilian Siebenwurst强调说，“通过选择铣肋法而不是电火花沉模法，我们在这一领域节省了高达30%的成本。此外，抛光成本也大幅降低。”

铣刀运行平稳是实现高质量的主要原因
Xaver Ferstl总结说，总而言之，肋骨铣削项目取得了圆满成功。这同样适用于高质量的铣削侧表面，这对脱模过程极为重要。尽管4mm ETMP铣刀的投影长度超过14 x D，但其低振动运行仍给他留下了深刻印象。他说：“这台铣床能如此顺利地工作，对他来说真是锦上添花。”