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133-9085-3885信息来源:www.xinkaifeng.net.cn | 发布时间:2025年10月09日
双向铣头(又称双主轴铣头、复合铣头)是一种可实现双向或多向切削的机床功能部件,能在一次装夹中完成工件不同角度、不同面的铣削、钻孔、攻丝等加工,核心优势在于减少装夹次数、提升加工精度与效率。在模具制造行业,模具(尤其是复杂型腔模具、大型模具)对加工精度(通常要求 ±0.005mm~±0.02mm)、表面质量(Ra≤0.8μm)及生产周期的要求较高,双向铣头的应用恰好解决了传统单方向加工的痛点,具体场景如下:
一、复杂型腔模具的 “一次装夹” 加工
复杂型腔模具(如汽车覆盖件模具、家电外壳模具、医疗器械模具)的型腔常包含深腔、斜壁、异形曲面、多向孔位等结构,传统加工需多次拆卸工件调整装夹角度,易因 “重复定位误差” 导致型腔精度偏差。双向铣头通过双主轴或可旋转主轴的设计,实现一次装夹完成多方向加工,典型应用包括:
汽车覆盖件模具的型腔铣削汽车前保险杠、车门内板模具的型腔需同时加工 “垂直深腔”(如安装卡扣的凹槽)和 “45° 斜壁”(如外观过渡面),双向铣头可通过:
主主轴加工垂直型腔,副主轴(或可切换主轴)调整至 45° 角加工斜壁,避免工件二次装夹;
双主轴协同切削,减少刀具路径重复,将型腔加工效率提升 30%~50%,同时消除重复定位导致的 “接刀痕”,保证型腔表面光滑度(Ra≤0.4μm)。
家电外壳模具的多向孔位加工洗衣机内筒、冰箱门板模具的型腔壁上需加工 “垂直安装孔”(固定螺丝)和 “水平定位孔”(装配导向),传统加工需先铣型腔、再拆件翻面钻孔,易导致孔位与型腔壁的垂直度偏差(超差可能达 0.1mm)。双向铣头可在铣完型腔后,直接切换主轴方向:
主主轴钻垂直孔,副主轴旋转 90° 钻水平孔,孔位同轴度误差控制在 ±0.01mm 内,满足装配精度要求;
避免工件翻面时的磕碰损伤(模具型腔表面多为抛光面,易刮花)。
二、大型模具的 “跨区域高效切削”
大型模具(如风电叶片模具、船舶外板模具、大型汽车冲压模具)尺寸通常超过 3m(部分风电模具长达 10m 以上),工件重量达数吨,二次装夹难度大、成本高。双向铣头通过 “双主轴覆盖更大加工范围” 的特性,减少工件移动或机床行程依赖,具体应用包括:
风电叶片模具的曲面加工风电叶片模具的型面为 “长弧形曲面”(长度 8m~12m),需加工 “叶根法兰孔”(垂直方向)和 “叶片型腔加强筋槽”(沿曲面倾斜方向)。双向铣头的应用优势在于:
双主轴分别承担 “曲面粗铣” 和 “正确铣削”,主主轴用大直径刀具(φ50mm~φ80mm)快速去除余量,副主轴用小径球头刀(φ10mm~φ20mm)精修曲面,加工效率提升 40% 以上;
无需移动大型工件,仅通过主轴切换即可覆盖叶根至叶尖的全区域加工,避免机床长行程移动导致的振动误差。
大型冲压模具的刃口与型腔同步加工汽车大型冲压模具(如车身侧围模具)需同时加工 “凸模 / 凹模刃口”(锋利边缘,精度要求 ±0.005mm)和 “型腔过渡面”(光滑曲面)。双向铣头可通过:
主主轴安装硬质合金立铣刀加工刃口(需高刚性、低振动),副主轴安装高速钢球头刀精修型腔面(需高转速、高表面质量),两者同步或交替作业,缩短加工周期;
避免刃口与型腔分两次加工导致的 “刃口与型腔错位”(传统加工错位可能达 0.02mm,影响冲压件精度)。
三、模具镶件与组件的 “多面复合加工”
模具常包含多个 “镶件”(如模具型腔的局部耐磨镶块、高精度导向镶套)和 “组件”(如模具顶出机构的固定板),这些零件需加工 “多向台阶、斜孔、螺纹孔” 等结构,双向铣头可实现 “一面装夹、多面完工”,典型应用包括:
模具耐磨镶件的多向切削塑料模具的型腔易磨损区域(如浇口附近)需镶嵌 “淬火钢镶件”(如 H13 钢,硬度 50~55HRC),镶件需加工 “垂直台阶面”“30° 斜导柱孔”“M8 螺纹孔”。双向铣头可:
主主轴铣削垂直台阶面(保证平面度≤0.003mm),副主轴旋转 30° 钻斜导柱孔(保证孔的倾斜精度 ±0.1°),随后切换丝锥刀具攻螺纹,一次装夹完成所有加工;
避免镶件多次装夹导致的 “孔位与台阶面垂直度超差”(传统加工超差可能达 0.03mm,影响镶件装配后的定位精度)。
模具顶出板的多向孔系加工模具顶出板(控制顶针运动的板件)需加工 “顶针导向孔”(垂直,φ8H7 公差)、“导柱定位孔”(垂直,φ20H6 公差)和 “螺栓固定孔”(水平,M12 螺纹)。双向铣头可:
双主轴分别加工垂直孔和水平孔,主主轴用铰刀精修顶针孔(保证孔径公差 ±0.005mm),副主轴用钻头 + 丝锥加工水平螺纹孔,孔系位置度误差控制在 ±0.01mm 内;
减少顶出板的装夹次数(从传统 3 次装夹减少至 1 次),避免装夹误差导致的 “顶针卡滞”(顶针孔与导柱孔错位会导致顶针运动不畅,影响模具使用寿命)。
四、模具修复与改型的 “正确补加工”
模具在使用过程中可能出现 “型腔磨损、刃口崩缺”,或因产品改型需对型腔进行 “局部修改”(如扩大某区域、增加凹槽),双向铣头凭借 “多方向切削灵活性”,可实现正确补加工,避免整体报废模具:
模具型腔磨损的局部精修塑料模具型腔(如手机外壳模具)长期使用后,表面可能出现 0.01mm~0.03mm 的磨损,导致产品外观瑕疵。双向铣头可:
无需拆卸模具(部分大型模具拆卸成本高),通过主轴旋转调整角度,深入型腔内部磨损区域,用小径球头刀(φ5mm~φ8mm)进行 “微量切削”(切削量 0.005mm~0.01mm),恢复型腔表面精度;
避免传统 “整体重新铣削型腔” 的高成本(补加工成本仅为重新加工的 1/5~1/3)。
模具改型的局部结构添加若产品改型需在模具型腔中增加 “小凸台”(如产品 logo 凹槽)或 “斜向缺口”,双向铣头可:
针对已加工完成的型腔,通过副主轴调整至所需角度(如 15°、30°),直接在原有型面上铣削新结构,保证新结构与原有型腔的 “过渡平滑度”(接刀痕≤0.002mm);
无需重新制作模具镶件,缩短改型周期(从传统 2 周缩短至 3~5 天)。
五、高硬度模具材料的 “高效切削”
模具常用高硬度材料(如淬火钢、高速钢、粉末冶金钢,硬度 50HRC 以上),传统单主轴加工需频繁换刀、切削效率低,双向铣头可通过 “双主轴分工” 提升硬料加工效率:
粗加工与精加工分离:主主轴安装 “超硬刀具”(如 CBN 立方氮化硼刀具)进行粗铣(快速去除余量,切削速度可达 80~120m/min),副主轴安装 “金刚石刀具” 进行精铣(保证表面质量,Ra≤0.2μm);
减少刀具磨损:双主轴分别承担不同切削负荷,避免刀具 “粗精铣兼顾” 导致的快速磨损(刀具寿命可延长 20%~30%),尤其适用于大型模具的高硬度型腔加工(如热作模具钢 H13 的型腔)。