模具的高速切削加工

《模具的高速切削加工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、模具的高速切削加工【摘要】随着时代发展，效率成了效益的最根本因素。目前，采用高速切削生产模具已经成为模具制造的最大趋势，高速切削逐渐取代电火花精加工模具在国外的模具制造企业已经普遍采用，可以明显提高效率、提高模具精度、使用寿命长。【关键字】高速铣削、CNC机床、磨具CAD/CAE/CAM；【引言】我国制造业一定要实现从大国到强国，从低端到高端，从中国制造到中国创造的转变，制造技术实现这一转变一是要技术化，二是要技术升级。目前，采用高速切削生产模具已经成为模具制造的最大趋势，在国外一些模具生产厂家，高速机床大面积取代电火花

2、机床，高速切削大大提高了模具生产效率。机床企业瞄准模具生产企业，有的加工中心生产机床的60％以上卖给模具加工企业。高速切削逐渐取代电火花精加工模具在国外的模具制造企业已经普遍采用，可以明显提高效率、提高模具精度、使用寿命长。高速切削是一个相对概念，到目前为止世界各国对高速切削的速度范围尚未作出明确的定义，通常把切削速度比常规速度高5~10倍以上的切削称为高速切削。1.高速切削的四大特点：铣削加工是型腔模具加工的重要手段，而高速铣削具有工件温度低、切削力小、加工平稳、加工质量良好、加工效率高(为普通铣削加丁的5~10倍)及

3、可加工硬材料(<60HRC)等诸多优点，因而在模具的加工中日益受到重视。高速铣削具有以下四大特点：(1)高效；高速铣削的主轴转速—般为15000~40000r/min，最高可达100000r／min。在切削钢时，其切削线速度约为400m／min，比传统的铣削加工高5~10倍；(2)高精度；高速铣削的一般加工精度为l0um，有的甚至更高，可分为三档：普通级为5um，精密级从3—5um至1—1．5urn，超精密级可达0.0lum。(3)高表面质量；由于高速铣削的工件温升小(约3℃)，故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好

4、的表面粗糙度值为Ra≤lum。(4)可加工高硬材料；与常规铣削相比，能对经淬火及回火后的模具钢坯(硬度50~54HRC)进行高速铣削，铣削的最高硬度可达60HRC。2.高速切削工艺的优点：高速铣削不仅仅是切削速度的提高，还需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上，包括驱动、刀具材料、涂层、测试、安全等技术的重大进步，才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高，才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。高速铣削工艺主要有以下几方面的优点：(1)缩短生产时间；切削速度和进给速度的成倍提高，大大提高金属切除量。空运时间减少，整体

5、铣削加工效率有显著的提高，加工时间明显缩短。(2)降低制造成本；与常规切削加工相比，明显减少机加工工时及手工抛光时间，即更快的生产力必然引起制造成本的下降。(3)高速铣削吸收能量；因高速铣削热大部分由切削带走，大大减少了工件在加工过程中的发热，使工件发热少。(4)改善工件的加工质量；由于高速铣削减小切削力及减少振动，使工件的加工精度和切削表面的质量大大提高，减少人工后加工及辅助工时。3.高速切削的关键技术：高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、高性能刀具系统、

6、高性能刀具材料及设计、制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理。高速切削工艺等相关的硬件与软件技术的基础上综合而成的。因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程。(1)高速切削机床；实现高速切削的最关键技术是研究开发性能优良的高速切削机床。21世纪机床工业技术发展的主流是开发高速切削机床。国外近年来发展的高速铣床，主转转速可达40000-100000r／min，快速进给为50~120m／min，加速度为1g，换刀时间提高到1~2S，普遍采用油／气冷却装置。(2)高速切削刀具；由于高速切削采用非常高的切削速度，所以对刀具

7、材料提出了更高的要求。现在已发展的刀具材料主要有聚晶金刚石(PCD)、立方复化硼(CBN)、陶瓷涂层刀具和金属陶瓷(含氮Tic基硬质合金)刀具等。今后，刀具材料的发展方向应该是朝具有高温力学性能、高化学稳定性和热稳定性及高抗热振性的刀具材料方向发展。(3)模具CAD／CAE／CAM集成化、智能化及网络化；高速切削的实现不仅要求有好的机床和刀具等硬件技术，还必须有优秀的CAD／CAE/CAM软件与之相匹配。模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具

8、设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。目前，系列化软件有曲面／实体几何造型、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复形杂体在线测量系统等。集成化程度较高的软件有Pro／E、UG、CATIA、CimatronE、Master、CAM等。CAM软件