高速切削技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用

熊義

（廣東省工商高級技工學(xué)校，廣東 樂昌 512200）

新時期背景下，高速切削加工技術(shù)這一現(xiàn)代化的制造技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的加工技術(shù)。其中，高速切削加工的主軸轉(zhuǎn)動速度很快，而且切削進(jìn)給的速度較高，實(shí)際的切削量不大。高速切削技術(shù)正是憑借其效率、精度與表面質(zhì)量較高的優(yōu)勢，被應(yīng)用在航空航天與汽車工業(yè)等領(lǐng)域，尤其是模具制造行業(yè)，創(chuàng)造了理想的技術(shù)效益與經(jīng)濟(jì)效益。由此可見，深入研究并分析高速切削技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高速切削技術(shù)概述

高速切削理論在上世紀(jì)30年代被首次提出，與常規(guī)高數(shù)被切削速度相比，在零件切削加工方面，逐漸發(fā)展成了現(xiàn)代化制造技術(shù)?，F(xiàn)階段，高速切削技術(shù)指的并不僅僅只是高切削速度對于零件的切削加工，而是需要綜合考慮不同類型加工材料，選擇相應(yīng)的刀具材料與切削的速度，借助數(shù)控設(shè)備以較高的速度與效率完成零件加工的過程。

2 高速切削技術(shù)在模具加工中的具體應(yīng)用

對于制造行業(yè)而言，模具制造發(fā)揮著根本性的作用，也是大規(guī)模生產(chǎn)的根本所在。在模具加工的過程中，對零件質(zhì)量以及表面的粗糙程度都具有較高要求，在高速切削技術(shù)成功研發(fā)并應(yīng)用以后，將其引入到模具制造行業(yè)當(dāng)中，使得模具制造的時間不斷縮短，模具制造生產(chǎn)周期也明顯減少。

需要注意的是，高速切削并非僅局限在主軸旋轉(zhuǎn)速度超過普通加工主軸轉(zhuǎn)動速度方面，也并非是僅具備高速加工中心就被稱之為高速切削。從本質(zhì)上來講，高速切削技術(shù)屬于系統(tǒng)化加工工藝，其主要手段就是高速切削，而目標(biāo)則是借助高速切削加工技術(shù)，不斷優(yōu)化加工的效率，對工件表面粗糙程度進(jìn)行改進(jìn)，適當(dāng)?shù)毓?jié)省生產(chǎn)的成本，獲得理想的生產(chǎn)效益。

2.1 機(jī)床技術(shù)方面

在加工過程中，將高速切削技術(shù)應(yīng)用于其中，與普通切削加工技術(shù)相比，其在機(jī)床主軸以及機(jī)床、其他輔助部件等方面的要求都相對特殊。

主軸方面。由于高速切削轉(zhuǎn)動的速度相對較快，所以對于強(qiáng)度與精準(zhǔn)度的要求也很高，必須要與高速轉(zhuǎn)動加工產(chǎn)生沖擊保持一致。

機(jī)床方面。正是高速切削轉(zhuǎn)動速度較快，所以，高速切削機(jī)床本身的強(qiáng)度與精準(zhǔn)度也要對高速加工的要求相契合，也就是說，剛度性能理想且進(jìn)給平穩(wěn)，具有較為靈敏的響應(yīng)能力。

其他輔助系統(tǒng)方面。特別是冷卻系統(tǒng)，要與高速切削過程中形成的切削液冷卻要求吻合，而換刀系統(tǒng)也一定要自動且快速地運(yùn)行，保證定位的精準(zhǔn)度得以提高。

2.2 刀具材料方面

長期以，在傳統(tǒng)加工過程中，切削的速度會嚴(yán)重磨損刀具，而且切削的速度越快，刀具實(shí)際的磨損程度就會越明顯。在這種情況下，應(yīng)用高速切削技術(shù)的過程中，刀具磨損就逐漸發(fā)展成高速切削亟待解決的問題。根據(jù)實(shí)際研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在切削的線速度達(dá)到某一臨界數(shù)值亦或是更高的情況下，切削的溫度與力度都會隨之下降，并且在切削速度提高的基礎(chǔ)上驟然提高。但需要注意的是，材料不同，其自身的臨界數(shù)值也存在差異。為此，不同刀具材料，其高速切削的范圍也有明顯的區(qū)別。

2.3 軟件方面

因?yàn)楦咚偾邢骱鸵话阈缘臄?shù)控加工工藝要求存在差異，但卻也與數(shù)控加工存在相似之處，即要有自動編程軟件作為重要支撐?，F(xiàn)階段，高速切削技術(shù)被廣泛應(yīng)用在模具加工中，因此在設(shè)計與編程環(huán)節(jié)，應(yīng)借助軟件完成加工任務(wù)。

2.4 加工工藝方面

高速切削加工技術(shù)在加工工藝方面，主要包括了粗加工、半精加工與精加工三種不同的類型。

首先，粗加工。選擇使用粗加工的工藝，主要的目標(biāo)就是將加工余量去除，所以對于尺寸的精準(zhǔn)程度與表面粗糙程度并未提出較高的要求。然而，因?yàn)樘岢隽瞬牧细咝コ囊?，因而粗加工的特征就是盡快實(shí)現(xiàn)大削量的目標(biāo)。在整個過程中，只要確保機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行，不出現(xiàn)切削力方向與大小的突然變化，規(guī)避沖擊程度過大的情況即可。而在工藝方面，則應(yīng)確保零件粗加工的軌跡不出現(xiàn)明顯的形狀變化。與此同時，能夠選擇在形狀突變的位置或者是尖角的位置增加設(shè)置圓角過渡，這樣一來，就能夠在精加工的過程中，借助殘余量加工亦或是交線清角等多種精加工模式完成處理的任務(wù)。另外，對于下刀與刀間行距的過渡，要想規(guī)避沖擊問題的發(fā)生，應(yīng)選擇使用斜向下刀亦或是圓弧下刀的方式。需要注意的是，刀的行間距在粗加工過程中，應(yīng)處于50%～70%D之間，D代表的是刀具的直徑。在實(shí)際操作的時候，要盡可能選用分層切削的方法，確保平穩(wěn)地切削，而且背吃刀量不允許大于刀具直徑，以免出現(xiàn)硼刀的情況。

其次，半精加工。貫徹落實(shí)半精加工的主要目的就是要為精加工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所以，應(yīng)盡可能地處理粗加工以后的零件表面，以保證其在接受加工處理以后表面是平滑的，去除之前加工多余的材料，使得精加工加工余量更加均勻。

最后，精加工。在精加工操作的過程中，零件需要根據(jù)圖紙的尺寸要求進(jìn)行加工與處理，只有這樣，才能夠確保零件表面的粗糙程度以及尺寸精準(zhǔn)度滿足設(shè)計的要求。但值得注意的是，精加工刀路軌跡不應(yīng)當(dāng)與粗加工平滑過渡相似，而是要綜合考慮精加工基本特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)卦黾又鬏S轉(zhuǎn)動速度，而且背吃刀量也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)亟档?，增加進(jìn)給的速度。對于加工的速度而言，不僅可以采用由外到內(nèi)的順序，也可以優(yōu)先處理階梯面而后處理平面。以為例，即可設(shè)置普通零件精加工的程序，使用體積銑開粗處理，隨后開展外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁與頂面的加工處理。

3 結(jié)語

綜上所述，高速切削加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用在模具加工過程中，且實(shí)際的生產(chǎn)效率、表面質(zhì)量以及加工精準(zhǔn)度都相對較高，所以在模具加工中的應(yīng)用優(yōu)勢十分突出。需要注意的是，高速切削加工技術(shù)在設(shè)備與技術(shù)方面提出了較高的要求，在發(fā)展的過程中，配套技術(shù)也趨于完善和成熟。總的來講，高速切削加工技術(shù)在未來發(fā)展的過程中，也將逐漸成為模具加工中的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)給予必要的關(guān)注與重視。