1、高速加工技術(shù)及其在模具制造中的應(yīng)用摘要在介紹高速加工的根本概念的根底上，分析了高速加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用前景?？偨Y(jié)了面向高速加工的數(shù)控編程根本原那么和高速加工技術(shù)對數(shù)控編程系統(tǒng)的要求。介紹了現(xiàn)有數(shù)控編程軟件中采用的面向高速加工的工藝措施。關(guān)鍵詞高速加工模具制造數(shù)控編程引言世紀(jì)年代，德國科學(xué)家Saln通過對不同材料進展切削試驗，發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象：隨著切削速度的增加，切削溫度隨之增加，單位切削力也隨之增加，而當(dāng)削速度增加到一定臨界值時，如再增加，切削溫度和切削力反而急劇下降。由此，提出了高速加工的概念，所謂高速加工就是指切削速度高于臨界速度的切削加工。對不同的切削材料和不同的切削方式來說，

2、高速切削定義的切削速度的范圍也不同，對于銑削鋁、鎂合金，切削速度大于可稱為高速加工，而對于加工鑄鐵或鋼，切削速度大于就可以稱為高速加工了。隨著技術(shù)的開展，高速加工的概念也在不斷變化，一般而言，高速銑削除了具有高的切削速度和主軸轉(zhuǎn)速外，還應(yīng)具有高的進給速度。如一般精銑加工可到達快速進給可到達。與常規(guī)切削加工相比，高速加工有如下一些優(yōu)點，由于采用高的切削速度和高的進給速度，高速加工能在單位時間內(nèi)切除更多的金屬材料，因此切削效率高；在高速加工的時候，可以采用較少的步距，到達進步零件外表質(zhì)量的目的，采用高速加工技術(shù)，可以使得零件外表到達磨削的效果；由于高速加工時切削力大大降低、大部分切削熱被切屑帶走，

3、因此工件的變形大大減少；高的切削速度意味著高的主軸轉(zhuǎn)速，機床運轉(zhuǎn)鼓勵的振動頻率能大大高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因此使機床和工藝系統(tǒng)的振動小，工作平穩(wěn)，這也有利于進步被加工零件的精度和外表質(zhì)量；由于高速加工時，切削溫度較低，單位切削力較小，因此刀具的耐用度能得到進步。由于這些優(yōu)點，所以高速加工首先在航空航天制造領(lǐng)域得到應(yīng)用。高速加工給航空航天帶來的影響有：傳統(tǒng)非常難以加工薄壁零件、柔性材料零件的加工，可以利用高速加工的切削力孝切削溫度低的優(yōu)點，利用高速加工技術(shù)進展加工；高速加工的切削力孝切削效率高，可以采用長徑比很大的刀具進展加工，因此傳統(tǒng)的必須設(shè)計為組合件的一些零件可以設(shè)計為整體件了。如蜂窩零件

4、、飛機的整體框梁等。由于當(dāng)時高速加工屬于尖端的加工技術(shù)，并且主要應(yīng)用于航空航天等國防制造領(lǐng)域，因此興旺國家對高速加工機床的出口實行管制政策。隨著技術(shù)的進步，高速加工技術(shù)不斷成熟，高速加工機床的本錢也不斷下降，使得高速加工技術(shù)已具有向民用制造業(yè)轉(zhuǎn)移的可能性，高速加工技術(shù)在模具制造行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)高速加工技術(shù)的特點，高速加工技術(shù)應(yīng)用于模具制造業(yè)中主要有如下一些優(yōu)點：減少加工工序，粗加工后，直接精加工，不需要半精加工；外表質(zhì)量進步，減少或不需要打磨；精度進步，減少試模工作量；可以使用小刀具加工模具細節(jié)，減少電極制作和電加工工序；可以在高精度、大進給的方式完成淬火鋼的精加工，且到達很高的模具

5、外表質(zhì)量，因此可以減少傳統(tǒng)加工因精加工后再淬火引起模具變形。高速加工技術(shù)主要涉及機床、刀具、和高速加工數(shù)控編程個方面。目前，高速加工機床和刀具技術(shù)已獲得了相當(dāng)進展，為高速加工技術(shù)得廣泛應(yīng)用奠定了基矗高速加工機床施行高速加工技術(shù)，首先應(yīng)有高速加工機床。高速加工機床具有不同于傳統(tǒng)數(shù)控機床的特點高速加工機床的主軸部件，要求采用耐高溫、高速、能承受大的負荷的軸承，同時主軸動平衡性能好，有良好的熱穩(wěn)定性，可以傳遞足夠的力距和功率且能承受高的離心力。主軸的剛性好、有恒定的力矩。帶有檢測過熱裝置和冷卻裝置。高速加工機床的進給系統(tǒng)一般采用直線電機驅(qū)動，可以實現(xiàn)高的進給速度，到達大的加速度。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll

6、.高速加工機床采用高性能的數(shù)控系統(tǒng)，克制傳統(tǒng)數(shù)控機床的運算速度低和伺服滯后等缺陷，從而能實現(xiàn)高精細伺服控制、高速數(shù)控運算和全公差控制功能。高速加工的機床構(gòu)造一般通過優(yōu)化設(shè)計采用較輕的挪動部件，從而能獲得高的加速度特征。為了能獲得高的靜態(tài)和動態(tài)剛度，適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)的需要，高速加工機床對刀具有嚴(yán)格的要求，尤其是對主軸于刀柄的聯(lián)結(jié)有特殊的要求，廣泛使用的刀具一般使用的小錐度，而不使用傳統(tǒng)的大錐度刀柄。高速加工具有數(shù)控代碼預(yù)覽功能，即高速加工機床的數(shù)控系統(tǒng)在進展切削加工的過程中，其讀取的加工代碼可以有一定量的超前，以便于機床調(diào)整進給速度以適應(yīng)刀具軌跡變化的需要。面向高速加工的數(shù)控編程根本原那么高速加工對

7、加工工藝走刀方式有著特殊的要求，高速加工的數(shù)控編程是一項非常復(fù)雜的技術(shù)，代碼的編程員必須理解高速加工的工藝過程，再編制數(shù)控加工程序時，將這些加工工藝考慮進去，一般來說，在利用高速加工技術(shù)進展模具加工時，應(yīng)注意如下一些原那么：高速加工時，由于進給速度和切削速度很高，應(yīng)當(dāng)防止刀具突然切入和切出工件，防止切削力的突然變化減少沖擊。因此，編程者應(yīng)當(dāng)可以充分預(yù)見刀具是如何切入工件，如何切出工件，盡量采用平穩(wěn)的切入切出方式，下刀或行間、層間的過渡部分最好采用斜式下刀或圓弧下刀，防止垂直下刀直接接近工件材料。在進展高速加工時遇到加工方向改變時，機床為了保證加工的精度，防止過切，通過其預(yù)覽功能，在加工方向進展

8、改變時一般會自動進展進給速度的調(diào)整。但是，當(dāng)加工方向突然改變時，由于機床的加速度是有限制的，因此，有可能做不到及時的速度調(diào)整，造成過切或欠切，嚴(yán)重的將造成刀具斷裂。同時，不斷地調(diào)整進給速度會嚴(yán)重降低消費效率。因此，編寫高速加工數(shù)控加工程序時，應(yīng)盡量防止加工方向的突然改變。行切的端點采用圓弧連接，防止直線連接、層間應(yīng)采用螺旋式連接，防止直線連接。要盡可能維持恒定切削負載，切削深度、進給量和切削線速度一定要協(xié)調(diào)好。當(dāng)遇到某處切削深度有可能增加時，應(yīng)降低進給速度，以保持恒定的負載。編寫高速加工的數(shù)控程序時，應(yīng)能充分考慮殘留余量的效應(yīng)，最好編程軟件有殘留余量的分析功能，做基于殘留余量的刀具軌跡計算。同

9、時，要注意刀具的實際切削位置，防止切削線速度減低的現(xiàn)象發(fā)生，確實處于正常的高速加工切削速度范圍，應(yīng)盡量使用多坐標(biāo)編程，通過刀軸旋轉(zhuǎn)來維持恒定的切觸點位置，維持恒定的切削速度。刀具途徑越簡單越好，應(yīng)盡量采用圓虎曲線等插補功能，傳統(tǒng)的加工模具時采用的密集點數(shù)據(jù)刀具途徑，不太合適于高速加工，一方面數(shù)據(jù)量太大，加重數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理負擔(dān)，造成進給速度要適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的處理速度而減低。另一方面，密集的直線段之間，是連續(xù)的，因此數(shù)控系統(tǒng)要不斷地調(diào)整進給速度，造成進給速度升不上去，嚴(yán)重影響加工效率。在進展高速加工編程時，無論從加工精度還是加工平安性考慮，都應(yīng)該進展充分的干預(yù)檢查和加工過程仿真。注意進展多種加工方案的比照分析，選取最正確的切削方案。高速加工對系統(tǒng)的要求為了能適應(yīng)高速加工數(shù)控編程的要求，針對高速加工的數(shù)控編程系統(tǒng)應(yīng)該滿足相應(yīng)的特殊要求。系統(tǒng)應(yīng)該具有高的計算編程速度，在高速加工中，一般可采用非常小的進給量和切削深度，因此計算量較傳統(tǒng)的數(shù)控編程大得多。同時，由于高速加工對工藝的嚴(yán)格要求一般需要不同方案的比照分析，這更加大了編程工作量，所以要求編程系統(tǒng)應(yīng)該具有高的編程計算速度。系統(tǒng)應(yīng)該具有全程自動防過切才能和自動的干預(yù)檢查才能。高速加工以高出傳統(tǒng)數(shù)控加工近倍的切削速度和進給速度，一旦發(fā)生過