高速铣削在模具制造中的应用.doc

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1、髙速锥削在模具制造中的应用模具是用来制造汽车、飞机、电子和家电等产品各种构件的重要技术装备。它作为从产品开发到成批生产构件的整个制造流程中的重要一环，在工业生产的增值链中占有十分重要的位置：模具的开发和制造,在很大程度上决定着新产品的质量、成本和投放市场的时间。由于像锻造、铝合金压铸和塑料注塑这样的成形加工工艺和无定形材料的成形加工工艺，常常采用的是几何形状十分复杂的成形模具，有着凹、凸的口由曲面或较深的型腔，要求具有较高的精度和表面质量;另外，由于竞争促使产品品种不断增多，同时产晶更新周期日益缩短,又鉴于模具主要是按单件或较小批量进行生产，这就迫使模具制造厂商必须要釆用

2、先进的加工技术，在确保工件加工精度的同时，提高生产效率和加工柔性，缩短加工时间。例如，在汽车工业领域，汽车的开发周期已力求缩短到3年，模具的交货期需从18个月缩短到12个月。这些成形模具通常由高性能合金模具钢制成。模具的加工普遍采用两种工艺方法：一是采用借助于铜或石墨电极的电火花加工；二是直接采用高速铳削加工模具。在过去，成形模的加工广泛采用电火花加工工艺。而这种工艺的生产工艺流程较长，并缺乏柔性。在进行电火花加工之前需要制造出石墨或铜电极。如果由于工艺技术的原因必须变动成形模时，那就需要变动整个生产工艺流程。由于其较低的柔性，难于进行调整或只能进行有限的调整。此外，还有

3、一个问题就是电火花加丁的时间较长，在电火花加丁后，模具还需要进行抛光处理，去除“白色层”。近年来，尽管电火花加工技术在电源技术和石墨材料领域里取得了很大的进步，然而，上世纪90年代以來，随着高速切削技术的兴起和发展，高速铳削技术以其能显著缩短整个生产流程时间、很高的加工质量和较好的加工柔性而得到普遍接受，己成为加工成形模和注塑模的关键丁艺。高速铳削是模具制造最重要的加丁T艺在模具制造中，高速铳削不仅广泛应用于加工复杂的口由曲面和型腔，而且还被用来加工电火花加工用的电极。高速铳削，由于釆用了比常规铳削高5〜10倍的切削速度和进给速度，既能大大缩短加工时间，也可显著提高工件的

4、表面质量。为了获得很高的工件表面质量，高速铳削工艺可以通过采用较小的每齿进给量和较小的刀轨行距（约百分之几毫米）来提高工件表而的加工质量,由此减少或完全免去加工表面的后序抛光处理。从而缩短模具整个加工丁艺流程的吋间。高速硕铳（通常把硬度超过56HRC、Rm>2000N/mm2的钢铁材料进行的加工称之为硬加工）为模具加工提供了很大的应用潜力，高速硬铳可以补充模具传统的加工工艺流程，在许多情况甚至可以完全替代电火花加工。这就可以在一次装夹下对模具构件进行全部加工，不仅大幅度地减少加丁时间、改善型面的表面质量和加工精度，而且可以简化加工工艺流程。由于节省了制造电极、电火花加工和

5、抛光（或大大减少抛光工作量）三道工序，缩短了模具的制造周期，降低了生产成本。例如，制造一个材质为热作模具钢的注塑模，硬度56HRC。釆用高速硬铳，工件可在一次装夹下进行粗、半精和精铳加工成成品。而釆用电火花加工，工件需经过粗铳、调质、（同吋制造电极）、电火花加工和抛光，模具的制造时间要比高速硬铳高三倍。近几年来，许多锥齿轮锻模的制造几乎都采用了高速硬铳工艺。如WalterPrototyp以及日立工具株式会社等刀具厂商都为高速硬铳锥齿轮锻模提供了成套刀具，仅从这些高速硬铳的加工实例中可以看出，铳削工艺比电火花加工赢得了更为重要的地位，特别是高速硬铳已成为模具加工最为重要的关

6、键工艺，在模具制造业采用硬铳工艺已成为模具加工技术的发展趋向。5轴联动加T对于一些较深或难于接近的型腔自由曲而，通过5轴加工就能够采用相对短的铳刀，以增强铳刀的刚性和捉高铳刀加工的稳定性。由此提高自由曲面的表面质量、尺寸精度和形状精度。通过5轴加工结合刀具的几何角度，也有利于加工难于切削的材料。5轴联动加工是通过在三个现有的笛卡尔直线坐标轴上集成两个附加的旋转回转坐标轴，使铳刀以5个口由度相对于构件的自由表面实施5轴联动加工。由此，就能实现最佳的铳刀切削情况，通过铳刀轴自由的几何定向，能使铳刀的刀刃最佳地适应构件的轮廓加工表面。5轴加工有下列优点：♦可以加工复杂的自由曲而

7、；♦能加工工件的侧凹；♦工件可以在一次装夹下或稍经换夹完成全部加工；♦可以加工垂直的工件表面；♦可以采用短和刚性好的铳刀进行加工。但是，5轴联动铳削的缺点是CAM系统复杂的编程，并需较长的编程时间，由此影响到模具这种单件生产的经济性。高速铳削（硬铳）的应用限制高速硬铳的难度常常会随着工件硬度和工件几何形状复杂性的增加而加大。前些年，在模具制造业，工件硬度在62-64HRC被认为是高速硬铳能进行可靠加工的硬度上限。因为当硬度超过极限值时，铳削时铳刀就会迅速磨损。而复杂的儿何形状会使切削条件变差，致使加工难于顺利进行。近年來，许多