論述模具高速銑削加工的技術特點及應用

（婁底市高級技工學校教學科，湖南 婁底 417000）

論述模具高速銑削加工的技術特點及應用

王國富

（婁底市高級技工學校教學科，湖南 婁底 417000）

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

模具加工；高速銑削加工；技術

1 高速銑削加工技術

模具高速銑削加工技術是制造行業(yè)中普遍采用的新型技術，也引領著行業(yè)發(fā)展的技術前沿。高速銑削加工技術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。這一技術的生產(chǎn)效率較高，可以根據(jù)模具材料的材質和結構來設定相應的切削程序，操作者輸入相應的操作信號切削模具，模具的切削指令和機床上的程序匹配完成后，就會按照預先設定的程序完成高速銑削加工。在高速銑削加工技術中，切削速度通常要大于1000mm/min可稱為高速加工，隨著切削技術發(fā)展，切削速度逐漸增大，同時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的工作原理是利用高速切割來完成材料技工，并在低負荷狀態(tài)下完成切削工作，有效降低了銑削加工過程中的振動和形變，同時根據(jù)不同材質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)生熱量對模具零部件產(chǎn)生結構破壞。通過對模具高速銑削加工技術和傳統(tǒng)切削工藝相比較，高速銑削加工時間縮短了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了70%，模具材料的結構影響率降低了80%，生產(chǎn)效率大大提升。

2 模具高速銑削加工技術的特點

模具高速銑削加工技術應用展示了良好的工程特點，其簡化了生產(chǎn)工序，減少了模具加工前期的準備工作，不需要模具進行細加工，直接對粗產(chǎn)品進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量大幅度優(yōu)化，生產(chǎn)完成之后不需要進行后續(xù)的表面打磨和拋光，從而減少了生產(chǎn)負荷。模具高速銑削加工技術的生產(chǎn)精度較高，實現(xiàn)了微米級別的精度操作，同時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，避免模具表面產(chǎn)生結構形變，極大保護了模具的表面質量。下面對模具高速銑削加工技術的技術特點進行詳細介紹。

2.1 加工機床的性能優(yōu)化

高速銑削加工技術相對于傳統(tǒng)的數(shù)控機床而言，其機床的主軸部件采用了高性能的軸承材質，材料的耐高溫性、耐腐蝕性性能良好，同時能夠承擔較強的橫加載荷，在高速的運轉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，在其機床的主軸部位還帶有熱量測定和冷卻結構，優(yōu)化了軸承的工作環(huán)境。

機床的驅動動力采用直線電機驅動，能夠在短時間內加給刀具更高的進給速度，避免出現(xiàn)運轉切割速度慢的現(xiàn)象，實現(xiàn)了對切割刀具的精密化控制，為了保證刀具具有較高的靜態(tài)和動態(tài)剛度，機床上普遍采用HSK為110的小錐度刀具。高度銑削加工機床的程序設定采用高性能的數(shù)控系統(tǒng)，并設置了程序編碼系統(tǒng)，切削過程中采用編碼匹配來調整切削程序，適應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中，刀具選擇直接影響模具的加工質量，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刀具，保證切割效果穩(wěn)定。刀具系統(tǒng)和機床主軸系統(tǒng)的連接進行優(yōu)化，避免出現(xiàn)刀具和刀夾出現(xiàn)結構不匹配、松動脫落等問題，系統(tǒng)內部各個精密件之間的位置進行智能化調節(jié)，有效減少了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)主軸跳動、刀具不平衡、結構潤滑度不足等問題。刀具系統(tǒng)采用了動平衡系統(tǒng)，對刀具、夾頭和主軸進行平衡調試，并對刀具整體進行動平衡檢測，實現(xiàn)了刀具銑削加工的動平衡，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，是進行加工信號匹配和對接的核心部位，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)，計算加工過程中的各項參數(shù)，尤其是計算軸向減速產(chǎn)生的沖擊理論值，通過調試減速值來調控模具銑削加工的穩(wěn)定性。在高速加工系統(tǒng)中，其技術核心是樣條實時插補和無沖擊的加速器，樣條不應該線性化，應該直接插補，以免降低精度，同時機床驅動的動態(tài)性能要通過驅動系統(tǒng)進行調控，設置加工參數(shù)的規(guī)定值，一旦發(fā)生生產(chǎn)參數(shù)的波動點，就會產(chǎn)生報警信息，保證模具產(chǎn)品生產(chǎn)的高精度和高準確性。

3 模具高速銑削加工技術的應用

3.1 汽車模具制造中應用

模具高速銑削加工技術在汽車行業(yè)中應采用五軸聯(lián)動方式，保證汽車工件切割維持幾何運動軌跡，將模具工件分為不同的區(qū)域等級，實現(xiàn)了最優(yōu)化的刀具調整方位。五軸聯(lián)動技術實現(xiàn)了更加靈活性的模具生產(chǎn)，根據(jù)工件材質、模具形狀、加工需要來設定刀具搭配和機床程序，利用計算機計算進行輔助化生產(chǎn)，發(fā)揮機床計算機的參數(shù)調控和監(jiān)控功能，保證銑削加工技術流程穩(wěn)定。通過應用發(fā)現(xiàn)，高速銑削加工技術能夠降低對模具的不良反應，方便后續(xù)進行模具平面平整和打磨。

3.2 塑料模具生產(chǎn)應用

塑料模具的結構設計較為復雜，同時塑料模具的抗熱性較差，銑削加工技術要減少對于模具熱量擴散，通過碎屑來消耗產(chǎn)生的切割熱量，減少對塑料模具的影響。高速銑削加工技術給塑料模具加工帶來了新的機遇，尤其是在中小型的模具加工中表現(xiàn)出了技術優(yōu)勢，相對于傳統(tǒng)的切削技術，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，不會產(chǎn)生熱量的集中堆積，同時高速銑削加工動力采用電極控制，加工精度加高，輪廓的外形能夠保持較高的光潔度，對于精細化要求加高的模具的加工效果良好。

3.3 薄壁結構切削應用

高速銑削加工技術在薄壁材料加工中展現(xiàn)了良好的優(yōu)勢，其銑削加工的刀具、切割量、切削方式、數(shù)碼編程系統(tǒng)可調控，在航空材料的薄壁結構加工中，銑削技術能夠滿足飛機裝配以骨架零為定位基準的要求，零件須實現(xiàn)精確加工，做到具有較高的精度和表面質量。因此，在未來的薄壁材料加工中，高速銑削加工會成為相關領域的第一選擇，并逐步實現(xiàn)智能化、精細化和可控性加工，為薄壁結構生產(chǎn)提供新的前景。

4 結語

綜上所述，模具高速銑削加工技術是囊括了先進的數(shù)控系統(tǒng)和加工工藝，是當前模具加工中最先進的工藝之一，相對于傳統(tǒng)的模具切削技術，其實現(xiàn)了機床性能優(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、質量及生產(chǎn)效率。因此，可以預見在未來的發(fā)展中，高速銑削加工技術必將成為模具加工的重要技術，為我國模具制造業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

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