模具加工中高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用

林奎偉

東營(yíng)市技師學(xué)院，中國(guó)·山東 東營(yíng) 257000

1 引言

高速切削技術(shù)是一種新型的應(yīng)用技術(shù)，如果把它應(yīng)用到實(shí)際加工的過(guò)程中，需要考慮到很多問(wèn)題，如實(shí)際工件的粗糙程度以及切削時(shí)的速度和角度等，因此這也限定了它的實(shí)施范圍。但是，在模具的加工過(guò)程中非常需要高速切割技術(shù)，因?yàn)樗茏屇ゾ呒庸さ乃俾实玫教岣?，?jié)約時(shí)間上的成本，讓與之對(duì)應(yīng)的企業(yè)發(fā)展得更好。

2 高速切削加工技術(shù)的特點(diǎn)

高速切削時(shí)，刀具的速度往往是傳統(tǒng)時(shí)的幾倍，但是它切片的厚度也會(huì)減小，大大增加了原料的利用度，而一定的理論表明，它的速度增加時(shí)，切削溫度反而低，同樣功率做的功也會(huì)相對(duì)較大，所以它有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 高速切削加工技術(shù)具有較高的生產(chǎn)效率

高速切削技術(shù)，顧名思義，切削的速度較高，所以生產(chǎn)的速率也就較快，那么在實(shí)際應(yīng)用中可以在更短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出更多產(chǎn)品。不僅能節(jié)約效率，還可以在未進(jìn)行反應(yīng)的情況下，快速地將物品切割完畢，從而減少資源的浪費(fèi)，效率也得到大幅度提高，不僅能節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，還能保護(hù)環(huán)境[1]。

2.2 高速切削加工技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量加工

不同于有些以犧牲質(zhì)量為代價(jià)的提高效率，高速切削擁有著高質(zhì)量的加工方法。其原因在于它進(jìn)行切削時(shí)所用的力度較小，減少了震動(dòng)和共振的產(chǎn)生，從而降低了切削振動(dòng)，進(jìn)而提高了加工質(zhì)量。具體原因同樣是可以一次性把加工物品生產(chǎn)完成，減少了在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的力度，可以保證質(zhì)量和精準(zhǔn)度，盡量減少變形情況，在較精準(zhǔn)的位置也不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，所以使質(zhì)量增加，耐磨性也得到提高。同時(shí)，高速切削保持了較小的深度和寬度以保證精確度，因此它適用于一些高精度的加工，對(duì)于一些要求較為粗糙的則可以使用傳統(tǒng)的加工方法，以減少工具的浪費(fèi)[2]。

2.3 降低加工能耗，節(jié)省制造資源

由于加工的速率高，時(shí)間短，同時(shí)成本低，所以減少了能源的消耗，還能保護(hù)環(huán)境，提高了利用率。此外，其可以直接加工淬火后的材料，進(jìn)一步簡(jiǎn)化加工工程，同時(shí)節(jié)約一定的人力資源，和淬火后的處理同樣是降低能耗的舉措。

2.4 高速切削加工技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益

綜合以上多個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楦咚偾邢骷扔兄咝?，又能保證高質(zhì)量，所以可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。加工模具時(shí)，如果使用這種切削方法，一方面減少了時(shí)間，大大提高生產(chǎn)效率；另一方面，提高了質(zhì)量和耐磨度，減少了原材料的消耗，進(jìn)一步降低了成本。模具加工的原材料和相應(yīng)的工具通常是較為昂貴的，降低成本則可以減少生產(chǎn)成本，所以綜合來(lái)看其能讓企業(yè)得到更高的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3 高速切削加工技術(shù)在模具加工中的具體應(yīng)用

模具加工通常是一個(gè)制造企業(yè)的基礎(chǔ)，也是制造行業(yè)的重點(diǎn)，只有牢牢打好這一基礎(chǔ)，才可以為后續(xù)的制作生產(chǎn)做好鋪墊。因此，在模具加工時(shí)，對(duì)一系列的要求都比較嚴(yán)格，如質(zhì)量、粗糙度、工具等。運(yùn)用高速切削的方法，可以解決一系列問(wèn)題，并把生產(chǎn)的效率相對(duì)提高以降低成本。高速切削的定義是一種系統(tǒng)性的加工手段，而不是快速加工，或者使用高速轉(zhuǎn)動(dòng)速度的主軸。高速切削最大的優(yōu)點(diǎn)在于它的速度較快，可以提高效率，降低粗糙度和成本，以達(dá)到最高化的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 機(jī)床技術(shù)方面

如果在加工方面使用高速切削，則會(huì)與傳統(tǒng)的普通切削有著較大的差距。首先兩者的要求不同，高速切削對(duì)于與之配套的工具也有著相對(duì)較為嚴(yán)格的要求，它要求與之配套的工具都有著一定的強(qiáng)度和精度，這樣才不會(huì)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題甚至出現(xiàn)事故。因此，無(wú)論對(duì)于主軸還是機(jī)床而言，都需要有著能與之匹配的自身屬性。只有強(qiáng)度足夠大，才能完成高速切削，并提高高速切削相對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確性和高效性。高速切削還有一些其他的特質(zhì)，但是這些都是為了輔助切削時(shí)所產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)問(wèn)題。例如，冷卻系統(tǒng)角度，可以讓其能適應(yīng)切削液的冷卻；為了快速找準(zhǔn)定位，能自主運(yùn)行，減少人力成本，則有了換刀系統(tǒng)[4]。

3.2 刀具材料方面

任何器具在長(zhǎng)期使用后都會(huì)有一定的磨損，而快速加工則會(huì)加劇磨損的程度，切削技術(shù)也是如此。在傳統(tǒng)的加工方式中，速度往往會(huì)嚴(yán)重影響磨損程度，經(jīng)過(guò)一系列研究表明，它們兩者的關(guān)系通常是相對(duì)的，所以對(duì)于高速切削技術(shù)的應(yīng)用而言，加工企業(yè)應(yīng)當(dāng)更加重視刀具磨損問(wèn)題。因此，現(xiàn)在有了高速切削的技術(shù)更應(yīng)當(dāng)注重磨損這一問(wèn)題，而影響磨損的不僅僅是速度，還有溫度、力度、角度、材料等多方面因素。同時(shí)，溫度和力度也是受到速度的影響，溫度和力度往往會(huì)隨著速度一同變化。而材料這一重要影響因素則表現(xiàn)在不同強(qiáng)度的材料在進(jìn)行切削時(shí)，也有不同的磨損度，所以不同的刀具材料使用時(shí)的注意事項(xiàng)也應(yīng)當(dāng)不同。

3.3 加工工藝方面

高速切削可以應(yīng)用在粗加工，半精加工和精加工三個(gè)方面。

首先是粗加工，粗加工在大部分時(shí)候可以不使用高速切削，使用傳統(tǒng)的切削方式就已足夠，但如果利用高速切削時(shí)，往往是去除加工的余量，同樣是要求一定的精度和粗糙程度的。使用高速切削，往往是為了高效完成工作，因此為了達(dá)到這一目的，應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定機(jī)床，以保證方向和力度都不發(fā)生改變，減少出現(xiàn)問(wèn)題或事故的幾率。哪怕是粗加工，也應(yīng)當(dāng)保證零件依舊是原本的形狀，不要發(fā)生太大的改變，所以要對(duì)零件做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)，以保證它在精加工時(shí)可以進(jìn)一步進(jìn)行精加工的處理。例如，不使用尖角而使用圓角的方法進(jìn)行零件的處理，這樣的處理方法可以使用殘余量加工，或者是交線清角模式；在進(jìn)行切削時(shí)就應(yīng)當(dāng)圓弧形的切削，而不是直接切削，這就需要考慮到下刀的距離。因此，在實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，就應(yīng)當(dāng)考慮到行間距，這就需要技術(shù)性的保障，利用軟件編程提前設(shè)定好以確定切削的方式以達(dá)到穩(wěn)定的要求。

其次是半精加工，半精加工是精加工和粗加工之間的一個(gè)過(guò)渡，只要做好加工的表面，讓其比較光滑，減少原材料，進(jìn)一步為精加工做好準(zhǔn)備即可。

最后是精加工，精加工則需要完全按照?qǐng)D紙進(jìn)行，只有完全按照?qǐng)D紙進(jìn)行才能滿足設(shè)計(jì)的要求。精加工對(duì)粗糙程度和精確度都有著準(zhǔn)確的要求，同時(shí)還要考慮精加工和粗加工的差距，不能太大，否則不易過(guò)渡，但是也不可以太小，否則不易加工。因此，需要了解到精加工的特點(diǎn)，操作時(shí)可以按照?qǐng)D紙加大轉(zhuǎn)軸速度，減少背吃刀量，在加工時(shí)可以逐步加工，先處理平面，然后再處理曲面，或者是臺(tái)階形面。這就需要因地制宜，根據(jù)不同的情況選擇不同的方案來(lái)進(jìn)行處理。

3.4 軟件方面

高速切削與傳統(tǒng)的加工方法不同，但是也有著一定的相同之處，即和傳統(tǒng)的數(shù)控加工一樣，都是利用自動(dòng)的編程軟件來(lái)進(jìn)行的。因此，需要借助一定的編程軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工任務(wù)。目前，中國(guó)常用的軟件是CAXA，它既能滿足擁有較高計(jì)算速度的要求，同時(shí)也能滿足刀具檢查的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)論文的論述，高速切削技術(shù)已經(jīng)逐步地被應(yīng)用在多方面的模具加工技術(shù)中，而且具有著較大優(yōu)勢(shì)，如生產(chǎn)效率高、質(zhì)量高、節(jié)約能源以及精確度高等。此外，它也能滿足與之對(duì)應(yīng)的要求，如要求一定的強(qiáng)度、精度、剛度等?？偠灾咚偾邢骷夹g(shù)在未來(lái)會(huì)繼續(xù)發(fā)展，并逐步在模具加工中起到重要作用，因此需要進(jìn)一步予以重視。