淺析高速切削技術在模具加工中的應用

劉刃陶

（宜興高等職業技術學校 江蘇 214207）

高速切削技術應用到加工的過程中需要綜合的問題較多，主要的考慮因素包括表面粗糙程度、切削速度以及進刀方式等。高速切削加工只有在一定的條件下才可以有效實施。高速切削技術在模具加工中發揮著至關重要的作用，能夠促使模具迅速成型，不斷提升工作效率，優化了成本，減少了時間[1]。因此，高速切削技術的運用可以快速完成工作，促進模具加工企業的長遠發展。

一、高速切削加工技術的概念及特點

（一）高速切削技術概述

高速切削理論最早開始于1930年，發展至今已經形成了現代化的制造技術，被廣泛應用于零件切削加工領域之中。現階段，該技術的含義具體是指對不同類型的加工材料進行綜合分析之后，利用相適應的刀具材料，合適的切削速度，以及較為先進的數控設備等控制，通過速度與效率方式來實現對零件的加工，不再僅僅是對利用高速切削速度來完成零件的切削加工[2]。

（二）高速切削加工技術的特點

1.加工質量的提升

高速切削技術一是可以有效提高加工的效率，二是能有效降低走刀距離，以此來實現工件精度的提高。高速切削技術作用于模具制造，不會因為熱量過高而導致變形問題的出現。另外，該技術可以有效避免表面損傷問題，在實施加工技術之后，表面屬于壓應力狀態，可以有效提高工件的耐磨程度。

2.加工范圍的拓展

熱壓紙技術的應用，能夠對鈦合金等一些具備較高加工難度的材料進行高效切割。另外，基于工件發熱程度較小的優勢，其能夠對一些熔點較低的材料進行加工，模具加工后的表面不會產生質變問題，因此質量能夠保證，精度也有所提高。

3.經濟方面的提升

高速切削技術應用于模具加工之中，其經濟優勢也較為明顯，能夠有效減少加工時間，不斷發揮模具制造工序的集約化優勢。高速切削技術要求工藝裝備更加精致，因此所投入的資本也較高。相較于普通機床的價格，高速加工性能的機床價格要高出三成或一倍。基于上述特點，一些模具制造企業會選擇利用CAD/CAM技術來降低加工成本，減少周期。除此之外，高速切削技術應用在模具制造的同時，也能夠對剛性較差的零件進行加工，因此充分實現了機床利用率與刀具耐用程度的不斷提高，促進了高速加工技術的效率。

二、高速切削加工技術在模具加工中的具體應用

在制造企業的業務之中，模具加工是其生產的重點內容之一，也是實現規模發展的重要基礎。在進行模具加工的過程中，零件質量及其表面的粗糙程度要求較高，需要運用高速切削技術的優勢，將其應用到模具加工之中，促使制造時間有所降低，成本有所減少[3]。但需要注意的是，高速切削的定義并不是因為其主軸轉動速度的優勢，也不是擁有高速加工中心，以本質分析，高速切削技術是一種較為系統化的加工工藝。其優勢是高速切削，目的是利用這一技術實現加工效率的提高，優化模具表面粗糙程度，降低成本，以此獲得較高的生產效益。

（一）機床技術方面

高速切削技術應用于機床加工方面，會帶來與普通切削加工技術不同的效果，高速切削技術在機床主軸、機床等方面都有著較為特殊的要求。在主軸方面，其技術應當保持強度與精度的高要求，因為在高速切削轉動的過程中其速度較快，因此需要與高轉速所產生的沖擊保持一致；在機床方面，高速切削機床自身的強度與精度也應當與高速加工的要求相契合，簡而言之，就是要剛度性能能夠保持平穩，具有較強的敏銳性與響應能力。高速切削技術還有一些其他輔助特性，最為突出的是冷卻系統角度，需要保障其在應用過程中產生的切削液冷卻能夠相互適應，而換刀系統同樣需要保障其快速自動運行，找準定位。

（二）刀具材料方面

經過長期驗證，在使用傳統加工方式時，切削速度能對刀具產生一定影響，使刀具出現磨損現象，切削的速度與其磨損的程度有著較強的正相關關系。因此，對于高速切削技術的應用，加工企業應當更加重視刀具磨損問題。經相關的研究實驗指出，切削的溫度與力度可能會受到切削線速度的影響，當速度臨近可控點甚至更高的時候，前者就可能出現下降的問題，同時，一旦速度提升，也會導致溫度與力度的提升。加工企業應當認真思考的是，由于材料的差異，所形成的臨界值也有著較為顯著的不同。所以，針對不同的刀具材料來說，高速切削技術的使用范圍也存在較大差距。

（三）軟件方面

高速切削與普遍性數控加工，這兩種工藝雖有著較大的不同，但也有一定的相似性，都需要自動編程軟件來實現。

目前，高速切削技術在模具加工中應用較為廣泛。因此，其在進行設計的編程過程中，需要利用CAD/CAM軟件實現。而國產常用的軟件是CAXA。CAM軟件只有在具有較為快速的運轉速度過程中，才能夠實現與高速加工的結合，并且促使高速切削編程與普通數控加工量在加工數量層面進行有效的區別[4]。高速切削技術在其具體的實施與應用過程中，應當注意對質量的控制，過切或者碰刀等都可能產生較大的影響。因此，基于上述問題，CAM軟件為了能夠為切削加工控制好時間，就需要認真檢查刀具，并且對此實施優化處理。在高速切削技術應用中，無論是實際的進給量、速度還是背吃刀量等都有著嚴格的選擇要求，這點要由傳統的數控編程。依據現階段數控加工方式的普及與應用，高速切削技術的應用目標正向著人性化的方向發展，現已具備了較為完善的加工選項。這將更加方便、有利地完成整個操作。

（四）加工工藝方面

高速切削技術在加工工藝方面的應用主要有三種類型：粗加工、半精加工和精加工。

粗加工。其工藝主要應用于對加工余量的去除，所以對于尺寸的精度及表面粗糙程度的要求較為嚴格。但是，其在操作過程中需要實現材料高效去除的基本要求，因此這一加工方式的重要目標就是要實現大削量。在操作實施的過程中，該技術需要保障機床的穩定性，避免出現切削力方向或者是大小發生較大強度的改變，緩解切削程度較大的問題。在工藝層面，該技術需要保障零件在粗加工過程中保持良好的形狀，不會發生較大的改變，可以選擇在一些形狀突變或者尖角的位置做好圓角過渡的設計，保證在精加工的時候利用多種精加工模式實現處理任務。其主要利用的方式有殘余量加工或者是交線清角等模式。除此之外，對于下刀與刀間行距之間的過渡需要做好沖擊的分析，最佳的方式就是用斜向下刀或者圓弧刀。同時，該技術應當考慮在進行加工的過程中對刀的行間距進行設置，保障其需要處于50%～70%的直徑之間。高速切削技術在應用的過程中，最好選擇分層切削的方式，以此保障切削的穩定性。為了避免出現硼刀的問題，背吃刀量需要小于刀具直徑。

半精加工。半精加工的完美實現就是要為精加工做好基礎準備。基于此，我們應當做好被加工好的零件的表面工作，從而確保材料在被加工之后的表面較為平滑，以此來減少多余材料的應用，保障精加工余量更加勻稱。

精加工。精加工操作過程中需要充分按照圖紙設計進行，無論是零件的加工還是處理都需要遵照圖紙設定，唯有這樣，才可以有效保障零件表面粗糙程度與尺寸精準度等能較好地滿足設計的需求。與此同時，我們還需要綜合分析精加工的道路軌跡與粗加工的平滑過渡，二者差距不能太小，應當充分分析精加工的基本特點，可以加強主轉軸的速度，并且減少背吃刀量，通過這種方式來增加給進的速度[5]。以加工速度分析，其既可以應用由外向內的方式，也可以應用先處理階梯面，后處理平面的方式，根據具體的情況進行選擇與實施。

三、結束語

模具是現代化發展必備的重要內容，無論是哪種產品的開發，都需要模具來作為輔助，因此模具的生產更加重要。高速切削技術是現代模具生產的一項重要技術，被廣泛應用于制造業之中。模具的制造代表著一個國家的工業水平發展情況。因此，我國應當充分利用高速切削技術在模具加工之中的優勢，有效減少模具制造周期，提高生產效率。高速切削技術在模具加工中的應用不容忽視，我們需要與時俱進，緊跟時代發展的潮流，做好高速切削加工工作，為制造企業以及社會經濟的發展帶來更多便利，帶來更多的經濟利益。