高速加工在模具加工中的應(yīng)用分析

劉鴻展

摘 要：模具素有“工業(yè)之母”的美稱，其在各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)實力的快速提升，對于模具的需要也越來越多，做好模具的加工已經(jīng)成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。現(xiàn)今的模具加工中為了確保模具的加工質(zhì)量多采用的是高速數(shù)控設(shè)備進(jìn)行的精密加工，在提升加工質(zhì)量的同時也提高了模具加工的加工效率。文章將在分析影響模具高速精密加工效果影響因素的基礎(chǔ)上對如何做好高速加工在模具加工中的應(yīng)用進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：模具；高速加工；加工精度；加工效率

前言

模具在工業(yè)成型領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)今其多通過數(shù)控加工設(shè)備來完成制備，隨著工業(yè)的發(fā)展對于模具的加工精度要求越來越高，為確保模具的加工質(zhì)量除了做好模具加工工藝的編制和刀具的控制外還應(yīng)當(dāng)積極做好高速加工設(shè)備的應(yīng)用。

1 影響模具加工質(zhì)量的影響因素分析

在模具的加工過程中對于模具加工質(zhì)量的影響根據(jù)其影響途徑大致可以分為三個主要的方面：人為因素、機(jī)械加工設(shè)備因素以及加工工藝等。通過對模具加工缺陷的影響因素進(jìn)行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，人為因素和模具加工工藝和加工程序所導(dǎo)致的模具加工質(zhì)量問題占據(jù)著整個影響因素的近9成。現(xiàn)今，隨著各種高速加工設(shè)備應(yīng)用的增多，做好高速加工設(shè)備在模具加工的應(yīng)用對于提升模具的加工質(zhì)量和加工效率有著極為重要的意義。

2 高速加工設(shè)備所具有的加工特性

高速加工是一種在機(jī)械及模具加工中有著極為廣闊應(yīng)用前景的加工概念，高速加工主要指的是在加工的過程中通過以高轉(zhuǎn)速配合高進(jìn)給速度來對工件進(jìn)行小切削量的精密加工，根據(jù)相關(guān)理論表明，在高速加工的過程中如加工轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度達(dá)到普通加工的10倍以上時高速加工中所產(chǎn)的刀具與工件的摩擦熱都將會被廢屑和切削液帶走，高速加工也被稱之為“零切削”。尤其是在對模具進(jìn)行高速加工時，應(yīng)當(dāng)注意選擇小直徑刀具用以對模具的深腔和邊角進(jìn)行加工以降低工件加工時刀具與工件之間所產(chǎn)生的電火花和拋光加工確保模具的加工質(zhì)量。在高轉(zhuǎn)速方面，現(xiàn)今在高速加工設(shè)備中隨著電主軸設(shè)備的發(fā)展成熟，電機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速也在飛快的提升，通過高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給以及小直徑刀具的結(jié)合將會使得高速加工發(fā)揮出良好的加工效果。在模具的加工過程中為考慮加工效率問題應(yīng)當(dāng)盡量在高速加工設(shè)備上對模具進(jìn)行一次加工成型，以降低模具粗、精加工之間因模具轉(zhuǎn)換所帶來的精度和加工效率以及加工設(shè)備等方面的問題。為了使模具能夠在高速加工設(shè)備上完成對于模具的粗、精一體化加工，在高速加工的過程中應(yīng)當(dāng)盡量選擇高轉(zhuǎn)速和高扭矩的主軸電機(jī)從而使得不同直徑的刀具在主軸應(yīng)用中更富有彈性。此外，在高速加工中做好刀具和刀柄的選配將會使得加工后的模具獲得較高的加工精度和表面光潔度，此外，還能夠有效的降低高加工的時間并提高模具的使用壽命。

3 高速加工在模具加工中的應(yīng)用要點分析

在模具的高速加工中模具的加工效率和加工質(zhì)量都會得到較大的提升，但是其對于加工工藝的要求也越發(fā)嚴(yán)格。高速加工在模具加工應(yīng)用中要求更高的過切保護(hù)，在模具加工工藝的編制中應(yīng)當(dāng)加強CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，通過更多的仿真模擬來確保高速加工的加工質(zhì)量。此外，在模具的高速加工工藝編制中，應(yīng)當(dāng)對模具的幾何結(jié)構(gòu)有著一個清晰的認(rèn)識并對加工過程中所需要的各種刀具有著深入的了解，以便能夠?qū)Ω咚偌庸ぶ兴褂玫牡毒吆图庸すば蜻M(jìn)行合理的安排，并在加工工藝的編制中注意做好過切的防護(hù)及模具高速加工軌跡的連續(xù)性和光滑性。

在模具高速加工的過程中會涉及到多種刀具的應(yīng)用，為確保模具高速加工的效率和安全性應(yīng)當(dāng)選用硬質(zhì)合金刀具，硬質(zhì)合金刀具具有良好的機(jī)械性和熱穩(wěn)定性，硬質(zhì)合金刀具除了采用硬質(zhì)合金材料制備外普遍在刀具的表面覆蓋有一層氮化鈦或是氮化鋁鈦材質(zhì)的涂層，這一技術(shù)的應(yīng)用使得硬質(zhì)合金刀具在模具高速加工的過程中取得了良好的加工特性。在模具高速加工還需要注意做好對于刀具參數(shù)的選擇，以圓刀片和球頭銑刀為例，在刀具的選取中應(yīng)當(dāng)注意有效刀具直徑的選取，在模具高速加工刀具的使用中對于主副切削刃連接處應(yīng)當(dāng)修圓或是導(dǎo)角從而增大硬質(zhì)合金刀具的刀尖角，避免在模具高速加工中刀尖處過熱磨損，對于模具高速加工所使用刀具的選取應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合模具材料及加工工藝進(jìn)行選取。在模具高速加工的過程中現(xiàn)今多采用的是硬質(zhì)合金刀具，為增強刀具的使用壽命，在刀具的選取上在確保模具高速加工安全和加工要求前提下盡量縮短所使用刀具的懸伸，刀具刀體中央要具有良好的韌性以增強硬質(zhì)合金刀具的剛性。在模具高速加工的過程中為確保模具高速加工的加工質(zhì)量還應(yīng)當(dāng)注意做好對于夾具的選取，模具高速加工能夠極大縮短模具加工時間的同時也對加工工藝和加工方法提出了更高的要求，以某模具的加工為例，其在對模具進(jìn)行高速加工時所耗時間僅為1小時，而對于模具的裝夾則需要耗費30分鐘以上，這種裝夾缺陷極大的影響了模具高速加工的加工效率，為提高模具高速加工的加工效率和加工質(zhì)量可以通過使用夾具配合模具的加工方式，比如說在模具上加裝定位銷的方式來對其進(jìn)行定位或是在夾具中加設(shè)直角邊基準(zhǔn)的方式來實現(xiàn)模具的定位，通過上述方式在解決了模具高速加工中對于模具裝夾定位的問題外還能夠有效的提高模具的加工質(zhì)量和加工效率。這是由于模具的加工精度減小和模具加工的后續(xù)累積誤差，通過對模具裝夾效率和裝夾精度的改善從而有效的提升了模具高速加工的加工效率和加工質(zhì)量。

4 提高模具加工精度的應(yīng)對措施

做好模具機(jī)械加工中的精度提升可以從以下幾個方面入手：（1）做好對于機(jī)械加工工藝的優(yōu)化。（2）選用合適的機(jī)械加工輔助工具。（3）做好對于模具數(shù)控加工設(shè)備的精度優(yōu)化。加工工藝是模具加工質(zhì)量的重要保證，在模具的機(jī)械加工過程中合理的選擇加工進(jìn)給速度、加工進(jìn)給量、刀具類型以及主軸轉(zhuǎn)速等的多項加工參數(shù)。模具機(jī)械加工設(shè)備的優(yōu)化主要是需要加強對于加工設(shè)備精度的調(diào)整以最大限度的降低加工設(shè)備的誤差對于模具機(jī)械加工精度的影響，從而確保模具的加工質(zhì)量。在模具的機(jī)械加工中由于需要加工的機(jī)械種類眾多加之模具所使用的材質(zhì)的不同，為確保模具的加工質(zhì)量應(yīng)當(dāng)針對模具加工的實際具體情況對加工工藝及加工機(jī)械進(jìn)行合理化的選取，通過選擇適當(dāng)?shù)募庸な侄危诖_保模具加工質(zhì)量的前提下最大限度的提升模具的加工效率。此外，為最大限度的降低人為因素對于模具加工質(zhì)量的影響，需要加強對于模具機(jī)械加工人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提升模具機(jī)械加工工作人員的機(jī)械水平。據(jù)統(tǒng)計，模具加工中所出現(xiàn)的加工誤差多數(shù)是由加工操作人員失誤所造成的。因此，在模具的機(jī)械加工中應(yīng)當(dāng)對人員的操作培訓(xùn)引起足夠的重視。

5 結(jié)束語

模具是工業(yè)的基礎(chǔ)也是現(xiàn)今在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的一項設(shè)備。傳統(tǒng)的模具加工手段不但影響模具的機(jī)械加工質(zhì)量同時也會對模具的機(jī)械加工效率造成極大的影響。文章在分析模具加工質(zhì)量各影響因素的基礎(chǔ)上對高速加工技術(shù)的特點以及其在模具加工應(yīng)用中需要注意的問題進(jìn)行了分析介紹。為確保模具的機(jī)械加工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)積極做好各種新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)和應(yīng)用，做好模具加工工藝的優(yōu)化，通過對模具加工中的加工設(shè)備、加工工藝以及材料等各個環(huán)節(jié)做好優(yōu)化，從而最大限度的提升模具的加工質(zhì)量與加工效率。

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