（婁底市高級(jí)技工學(xué)校教學(xué)科，湖南 婁底 417000）

論述模具高速銑削加工的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用

王國(guó)富

（婁底市高級(jí)技工學(xué)校教學(xué)科，湖南 婁底 417000）

模具高速銑削加工技術(shù)是一種新型的工程技術(shù)，其在模具加工中應(yīng)用極大提高了生產(chǎn)效率，能夠獲取表面更加整潔的模具產(chǎn)品，同時(shí)其生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，生產(chǎn)應(yīng)用性加強(qiáng)，能夠加工硬度較高的模具板材，具有溫升低、熱變形較小的技術(shù)特點(diǎn)，在汽車生產(chǎn)、機(jī)械加工、家電制作等行業(yè)中發(fā)揮著較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前模具高速銑削加工逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)，向著敏捷化、智能化、集成化的技術(shù)方向邁進(jìn)。本文章闡述了高速銑削加工技術(shù)的概念，并分析了高速銑削加工技術(shù)的特定和應(yīng)用。

模具加工；高速銑削加工；技術(shù)

1 高速銑削加工技術(shù)

模具高速銑削加工技術(shù)是制造行業(yè)中普遍采用的新型技術(shù)，也引領(lǐng)著行業(yè)發(fā)展的技術(shù)前沿。高速銑削加工技術(shù)是指其切削速度高于臨界速度，通過高速切削完成模具加工。這一技術(shù)的生產(chǎn)效率較高，可以根據(jù)模具材料的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)來設(shè)定相應(yīng)的切削程序，操作者輸入相應(yīng)的操作信號(hào)切削模具，模具的切削指令和機(jī)床上的程序匹配完成后，就會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的程序完成高速銑削加工。在高速銑削加工技術(shù)中，切削速度通常要大于1000mm/min可稱為高速加工，隨著切削技術(shù)發(fā)展，切削速度逐漸增大，同時(shí)切削的減速度和加速度變小，這就提高了模具生產(chǎn)的精度，降低了生產(chǎn)過程的成本。

模具高速銑削加工技術(shù)的工作原理是利用高速切割來完成材料技工，并在低負(fù)荷狀態(tài)下完成切削工作，有效降低了銑削加工過程中的振動(dòng)和形變，同時(shí)根據(jù)不同材質(zhì)的模具可以選擇不同的切合刀具，切合產(chǎn)生的金屬碎屑可以通過切削熱帶走，避免了切削產(chǎn)生熱量對(duì)模具零部件產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞。通過對(duì)模具高速銑削加工技術(shù)和傳統(tǒng)切削工藝相比較，高速銑削加工時(shí)間縮短了60%，模具加工材料去除率大大提高，銑削加工刀具的使用壽命延長(zhǎng)了70%，模具材料的結(jié)構(gòu)影響率降低了80%，生產(chǎn)效率大大提升。

2 模具高速銑削加工技術(shù)的特點(diǎn)

模具高速銑削加工技術(shù)應(yīng)用展示了良好的工程特點(diǎn)，其簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，減少了模具加工前期的準(zhǔn)備工作，不需要模具進(jìn)行細(xì)加工，直接對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行加工得到性能良好的模具產(chǎn)品。再者，模具銑削加工的表面質(zhì)量大幅度優(yōu)化，生產(chǎn)完成之后不需要進(jìn)行后續(xù)的表面打磨和拋光，從而減少了生產(chǎn)負(fù)荷。模具高速銑削加工技術(shù)的生產(chǎn)精度較高，實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)別的精度操作，同時(shí)其智能化的切削系統(tǒng)減少了生產(chǎn)誤差，其切削后的淬火鋼精加工技術(shù)，避免模具表面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形變，極大保護(hù)了模具的表面質(zhì)量。下面對(duì)模具高速銑削加工技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 加工機(jī)床的性能優(yōu)化

高速銑削加工技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床而言，其機(jī)床的主軸部件采用了高性能的軸承材質(zhì)，材料的耐高溫性、耐腐蝕性性能良好，同時(shí)能夠承擔(dān)較強(qiáng)的橫加載荷，在高速的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中保持著良好的平衡性和熱穩(wěn)定性，能夠傳遞足夠的力矩和功率，在其機(jī)床的主軸部位還帶有熱量測(cè)定和冷卻結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了軸承的工作環(huán)境。

機(jī)床的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)加給刀具更高的進(jìn)給速度，避免出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)切割速度慢的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)切割刀具的精密化控制，為了保證刀具具有較高的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)剛度，機(jī)床上普遍采用HSK為110的小錐度刀具。高度銑削加工機(jī)床的程序設(shè)定采用高性能的數(shù)控系統(tǒng)，并設(shè)置了程序編碼系統(tǒng)，切削過程中采用編碼匹配來調(diào)整切削程序，適應(yīng)不同加工條件的需要。

2.2 刀具系統(tǒng)平衡性優(yōu)化

在模具高速銑削加工技術(shù)中，刀具選擇直接影響模具的加工質(zhì)量，不同的刀具產(chǎn)生的切割效果不同，因此選擇合理的刀具組合搭配能夠延長(zhǎng)刀具系統(tǒng)的使用壽命，產(chǎn)生優(yōu)化的切削效果。高速銑削加工技術(shù)主要采用合金刀具、金屬陶瓷、氮化硅基陶瓷及聚晶金剛石等材質(zhì)刀具，保證切割效果穩(wěn)定。刀具系統(tǒng)和機(jī)床主軸系統(tǒng)的連接進(jìn)行優(yōu)化，避免出現(xiàn)刀具和刀夾出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不匹配、松動(dòng)脫落等問題，系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)精密件之間的位置進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，有效減少了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)主軸跳動(dòng)、刀具不平衡、結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑度不足等問題。刀具系統(tǒng)采用了動(dòng)平衡系統(tǒng)，對(duì)刀具、夾頭和主軸進(jìn)行平衡調(diào)試，并對(duì)刀具整體進(jìn)行動(dòng)平衡檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了刀具銑削加工的動(dòng)平衡，有效保證了模具加工效果。

2.3 完善的CNN操控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是模具加工系統(tǒng)的集成部分，是進(jìn)行加工信號(hào)匹配和對(duì)接的核心部位，CNN操控系統(tǒng)中的執(zhí)行程序鏈接不同的加工工藝步驟，控制系統(tǒng)能夠快速處理NC數(shù)據(jù)，計(jì)算加工過程中的各項(xiàng)參數(shù)，尤其是計(jì)算軸向減速產(chǎn)生的沖擊理論值，通過調(diào)試減速值來調(diào)控模具銑削加工的穩(wěn)定性。在高速加工系統(tǒng)中，其技術(shù)核心是樣條實(shí)時(shí)插補(bǔ)和無沖擊的加速器，樣條不應(yīng)該線性化，應(yīng)該直接插補(bǔ)，以免降低精度，同時(shí)機(jī)床驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能要通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，設(shè)置加工參數(shù)的規(guī)定值，一旦發(fā)生生產(chǎn)參數(shù)的波動(dòng)點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息，保證模具產(chǎn)品生產(chǎn)的高精度和高準(zhǔn)確性。

3 模具高速銑削加工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 汽車模具制造中應(yīng)用

模具高速銑削加工技術(shù)在汽車行業(yè)中應(yīng)采用五軸聯(lián)動(dòng)方式，保證汽車工件切割維持幾何運(yùn)動(dòng)軌跡，將模具工件分為不同的區(qū)域等級(jí)，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化的刀具調(diào)整方位。五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更加靈活性的模具生產(chǎn)，根據(jù)工件材質(zhì)、模具形狀、加工需要來設(shè)定刀具搭配和機(jī)床程序，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算進(jìn)行輔助化生產(chǎn)，發(fā)揮機(jī)床計(jì)算機(jī)的參數(shù)調(diào)控和監(jiān)控功能，保證銑削加工技術(shù)流程穩(wěn)定。通過應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，高速銑削加工技術(shù)能夠降低對(duì)模具的不良反應(yīng)，方便后續(xù)進(jìn)行模具平面平整和打磨。

3.2 塑料模具生產(chǎn)應(yīng)用

塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，同時(shí)塑料模具的抗熱性較差，銑削加工技術(shù)要減少對(duì)于模具熱量擴(kuò)散，通過碎屑來消耗產(chǎn)生的切割熱量，減少對(duì)塑料模具的影響。高速銑削加工技術(shù)給塑料模具加工帶來了新的機(jī)遇，尤其是在中小型的模具加工中表現(xiàn)出了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削技術(shù)，其碎屑帶走了絕大部分熱量，由于走刀速度加快，產(chǎn)生熱量分布較為分散，在模具切割表面的溫度梯度較小，不會(huì)產(chǎn)生熱量的集中堆積，同時(shí)高速銑削加工動(dòng)力采用電極控制，加工精度加高，輪廓的外形能夠保持較高的光潔度，對(duì)于精細(xì)化要求加高的模具的加工效果良好。

3.3 薄壁結(jié)構(gòu)切削應(yīng)用

高速銑削加工技術(shù)在薄壁材料加工中展現(xiàn)了良好的優(yōu)勢(shì)，其銑削加工的刀具、切割量、切削方式、數(shù)碼編程系統(tǒng)可調(diào)控，在航空材料的薄壁結(jié)構(gòu)加工中，銑削技術(shù)能夠滿足飛機(jī)裝配以骨架零為定位基準(zhǔn)的要求，零件須實(shí)現(xiàn)精確加工，做到具有較高的精度和表面質(zhì)量。因此，在未來的薄壁材料加工中，高速銑削加工會(huì)成為相關(guān)領(lǐng)域的第一選擇，并逐步實(shí)現(xiàn)智能化、精細(xì)化和可控性加工，為薄壁結(jié)構(gòu)生產(chǎn)提供新的前景。

4 結(jié)語

綜上所述，模具高速銑削加工技術(shù)是囊括了先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)和加工工藝，是當(dāng)前模具加工中最先進(jìn)的工藝之一，相對(duì)于傳統(tǒng)的模具切削技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)了機(jī)床性能優(yōu)化、刀具系統(tǒng)平衡優(yōu)化、CNN操作系統(tǒng)優(yōu)化，極大提高了模具生產(chǎn)精密度、質(zhì)量及生產(chǎn)效率。因此，可以預(yù)見在未來的發(fā)展中，高速銑削加工技術(shù)必將成為模具加工的重要技術(shù)，為我國(guó)模具制造業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

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