超高速切削加工技術(shù)超高速切削技術(shù)1020“禁區(qū)”后，切削機(jī)理發(fā)生了根本的變化。其結(jié)果是：單位功率的金屬切除率提高了30%-40%，切削程碑。該項技術(shù)始于八十年付初期，美、德、法等國處于領(lǐng)先地位，英、日、瑞士等國亦Darmstadt大學(xué)建立了工程合作關(guān)系，并獲得了初步成果。按目前看，工業(yè)興盛國家的航空，汽車、動力機(jī)械、模具、軸承、機(jī)床等行業(yè)首先受優(yōu)勢?？说囊幌盗刑貏e的關(guān)鍵技術(shù)，歸納起來有以下幾方面：超高速大功率的主運動系統(tǒng)。由于主運動需要具有幾萬轉(zhuǎn)／分甚至十幾萬轉(zhuǎn)／分的轉(zhuǎn)態(tài)參數(shù)監(jiān)控等問題。超高速的進(jìn)給運動系統(tǒng)。每分鐘幾十米速度的多維系統(tǒng)，形成軌跡簡潔而準(zhǔn)確的超高系統(tǒng)要具有高速而準(zhǔn)確的跟蹤性能。超高速切削刀具。對于不同材料的工件，應(yīng)具有相應(yīng)的刀具材料、刀具參數(shù)和特別的刀體構(gòu)造。好的動態(tài)響應(yīng)，國外均承受穎的非金屬大阻尼材料作支承件。由于高速切削飛濺的切屑和碎片具有槍彈般的殺傷力。所以須置以具有防彈效果的防護(hù)體系，同時，還要考慮到觀看和操作的便利性。模具高速加工技術(shù)當(dāng)今企業(yè)的競爭集中表現(xiàn)在產(chǎn)品款式、產(chǎn)品開發(fā)周期及產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模方面。模具作為產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵工裝，其設(shè)計與生產(chǎn)日益成為產(chǎn)品開發(fā)周期的打算因素。在汽車工業(yè)中，過去車型的開發(fā)周期一般為十年，現(xiàn)在縮短為二到三年，福特高速加工技術(shù)隨著數(shù)控加工設(shè)備與高性能加工刀具技術(shù)的進(jìn)展而日益成熟，極大地提高了模具加工速度，削減了加工工序，縮短甚至消退了耗時的鉗工修復(fù)工作，從而大大地縮短了模具的生產(chǎn)周期。模具的高速加工技術(shù)漸漸成為我國模具工業(yè)技術(shù)改造最主要的內(nèi)容之一。什么是高速加工？高速加工與傳統(tǒng)加工在加工工藝上有什CAD/CAM系統(tǒng)提出了什么特別的要求？高速加工有哪些技術(shù)優(yōu)勢？這些始終是我國模具行業(yè)面臨的主要問題。CAD/CAMDelcam1985年購進(jìn)多臺Briageport19956mMecofCAM系統(tǒng)的爭論100多位專家介紹了各自的閱歷。高速加工技術(shù)在我國剛剛起步，眾多企業(yè)格外關(guān)注高速加工的進(jìn)展及在DelcamHSM現(xiàn)場加工呈現(xiàn)會的資料整理成文，期望與我國從事模具高速加工的工程技術(shù)人員溝通。關(guān)于高速加工的定義60多年前，Salomon提出高速加工的概念，并對高速加工進(jìn)展了深入的爭論，其爭論成果說明：隨著切削線速度的增加，溫度及刀具磨損會猛烈增加，當(dāng)切削線速度到達(dá)某臨界值時，切削溫度及切削力會減小，后又隨著切削速度的增加而急劇加工，后一個低于該值的區(qū)域為高速加工。由此也可看出，不同材料有不同的加工臨界值，件之一，故高速加工不僅打算于主軸速度與刀具直徑，還與所切削的材料、刀具壽命及加工工藝等綜合因素有關(guān)。高速加工是緣起自航空鋁合金材料零件的加工，高水帄合金涂層刀具的壽命不是主要的限制因素。高速加工主要受設(shè)備主軸速度及材料熔點的限制，一般主軸或更高。本文主要關(guān)注塑料模具、壓鑄模具、沖壓模具及鍛模等用的合金模具鋼的高速加工，這種材料的硬度一般超過洛氏50度，故高速加工的限制因素主要是刀具壽命，而非鋁加工中的主軸速度。對于小型模具細(xì)節(jié)構(gòu)造的加工，主12023r/min以上的加工即可稱為高速加工。高速加工的分類及優(yōu)勢高速加工的爭論說明，高速加工按其目的而言應(yīng)分為兩類，即具的生產(chǎn)周期。與傳統(tǒng)加工方式相比，高速加工〔HSM〕的優(yōu)勢如下：高速加工提高了模具加工的速度對于精加工，從材料去除速度而言，高速加工比一般加工快四倍以上——盡管高速加工實行了格外小的進(jìn)給速度與切深，對粗加工而言高速加工可理解為45m3/min的切削量。高速加工可獲得高質(zhì)量的加工外表時甚至可以省去鉗工修光的工序，因外表質(zhì)量的提高又省去了修光及點火花等工序所需的時間。簡化了加工工序整或承受電加工最終成形?，F(xiàn)在則可以通過高速加工完成，省去了電極材料、電極加工編程及加工，以及電加工過程所需全部費用，而且不會消滅電加工所導(dǎo)致的外表硬化。另外，由于高速加工切削量削減，便可使用更小直徑的刀具對更小的圓角半徑及模具細(xì)節(jié)進(jìn)展加工，節(jié)約了局部加工或手工修整工藝。削減人工修光時間及工藝的簡化對縮短生產(chǎn)周期的奉獻(xiàn)甚至可超過高速加工速度提高而產(chǎn)生的價值。使模具修復(fù)過程變得更加便利模具在使用過程中往往需要屢次修復(fù)，以延長使用壽命，過去主要是靠NC程序，無需重編制，且能做到準(zhǔn)確無誤。高速加工(HSM)對機(jī)床及刀具的要求高速加工對機(jī)床的要求12023～40000r/min；40～60m/min；1g；高剛性的機(jī)械構(gòu)造；準(zhǔn)確的熱補償系統(tǒng)；〔sS插補功能；具有預(yù)處理力氣的把握系統(tǒng)。高速加工對刀具及裝夾的要求刀夾、刀具的加速度小于3g；4倍。(HSM)CAM系統(tǒng)的要求能夠滿足相應(yīng)的特別要求。CAM系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計算編程速度NC程序的要求比對傳統(tǒng)的編程速度使操作人員能夠?qū)Χ喾N加工工藝策略進(jìn)展比較，以便實行最正確的工藝方案，并對刀具軌跡進(jìn)展編輯、優(yōu)化，以到達(dá)最正確的加工效率。全程自動防過切處理力氣及自動刀柄干預(yù)檢查10倍的切削速度加工，一旦發(fā)生過切,CAM系統(tǒng)必需具有全程自動防過切處理力氣。傳的方法來防止，很難保證過切防護(hù)的安全性，只有通過一付的、智能化的、面對對象系統(tǒng)，才能實現(xiàn)防過切處理全部由系統(tǒng)自動完成，才能真正保證其安全性。高速加工的重要特征之一就是能夠使用較小直徑的刀具加工模具的細(xì)重要。進(jìn)給率優(yōu)化處理功能為了能夠確保最大的切削效率，并保證在高速切削時加工的安全性，應(yīng)CAM系統(tǒng)自動對進(jìn)給率進(jìn)展優(yōu)化處理。符合高速加工要求的豐富的加工策略與傳統(tǒng)方式相比，高速加工對加工工藝走刀方式有著特別要求，因而要系統(tǒng)能夠滿足這些特定的工藝要求：應(yīng)避開刀具軌跡中走刀方向的突然變化，以避開因局部過切而造成刀具

應(yīng)保持刀具軌跡的帄穩(wěn)，避開突然加速或減速。下刀或行間過渡局部最好承受斜式下刀或圓弧下刀，避開垂直下刀直接行切的端點承受圓弧連接，避開直線連接。除非狀況必需如此，否則仍應(yīng)避開全力寬切削。剩余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般應(yīng)承受屢次加工或承受系列刀具從大到小分次加工，直至到達(dá)所需尺寸，避開用小刀一次加工完成。的攝像、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)等操作來避開重復(fù)計算。刀具軌跡裁剪修復(fù)功能也很重要，可通過準(zhǔn)確裁剪削減空刀提高效率；高速加工對編程人員的要求與編程方式的轉(zhuǎn)變承受高速加工設(shè)備之后，對編程人員的需求量將會增加，因高速加工工NC指仙進(jìn)展仿真檢驗。一般而言，高速加工編程時間比一般加工編程時間要長得多，然而卻大大縮短了加工時間。為了保證CAM人員。師來完成的，因編程與加工地點分別，往往因編程人員對現(xiàn)場條件及加工工藝不夠清楚NCCAM系統(tǒng)智能化水帄的提CAMDELCAM公司的PowerMILL，其主要特點是面對對象的實體加工方式，而非傳統(tǒng)的曲面局部加工方式。只需輸入并選擇加工工藝，即可自動完成編程操作。編程的簡潔程度與零件的簡潔程度無關(guān)，只與加工工藝有關(guān)，因而格外易于把握，只需短時間培訓(xùn)即可把握使用。在歐美興盛國家，為了充分發(fā)揮NC設(shè)備操作人員的優(yōu)勢，縮短加工時間間隔，機(jī)側(cè)編程已經(jīng)成為漸漸流行的進(jìn)展趨勢。高速加工及其刀具選用高速加工(HSM)通常指的是在合理的速度和較高的外表進(jìn)給速度下進(jìn)展的立銑加工。例如，在鋁制飛機(jī)框架局部掏糟的特形銑削加工中，材料去除率很高，這種加工就是高速加工。在過去60年的時間里，高速加工已經(jīng)在很寬范圍的金屬和非金屬工件材料上得到應(yīng)用，包括對要求承受特定外表拓?fù)錁?gòu)造的零部件進(jìn)展的生產(chǎn)以及硬度為以上材料進(jìn)展的加工。高速加工是制造業(yè)進(jìn)展的需要要求變得越來越高。這已經(jīng)迫使人們必需開發(fā)的過程和生產(chǎn)技術(shù)。高速加工為此供給了期望和解決途徑。材料材料和難加工材料的進(jìn)展更加突出了開拓的加工方法的必要性。航空工粗加工直到精加工。質(zhì)量對零部件或產(chǎn)品質(zhì)量提出較高要求是猛烈競爭的結(jié)果。假設(shè)將高速加工技術(shù)對于具有簡潔三維幾何外形的模具或零部件，這一點尤其如此。工藝通過高速加工，可以在很大程度上滿足這樣的需求，即通過削減裝夾次數(shù)和后勤)硬化的小尺寸模具完全加工好。通過高速加工還可以削減甚至免除本錢昂揚而費時的EDM(電火花加工)過程。構(gòu)造和開發(fā)在當(dāng)今的競爭中，其中一個主要特點就是利用穎方面的價值而出售產(chǎn)品。4年，計算機(jī)及其附件為1.5年，手機(jī)為3個月……。這些構(gòu)造方面的快速進(jìn)展以及產(chǎn)品方面的快速進(jìn)展其前提之一就是高速加工技術(shù)。簡潔的產(chǎn)品在零部件方面，多功能外表越來越多、諸如一個的蝸輪葉片構(gòu)造就既具有(機(jī)械手)進(jìn)展拋光處理。而承受型、較簡潔構(gòu)造的蝸輪葉片就必需通過機(jī)加工進(jìn)展拋光，并最好是承受(醫(yī)療設(shè)備、電子元件、國防產(chǎn))實例。生產(chǎn)設(shè)備CAD/CAM以及設(shè)備等方面的進(jìn)展，開拓了只能用生產(chǎn)方法和技術(shù)才能滿足相應(yīng)要求的可能性。高速加工的含意高速加工的原始定義”1931年獲得了一項德國專利，在該理論(5～10倍)下，在切削刃處的切屑去除溫度將會開頭降低……(附圖)。”結(jié)論是：“這種高速加工將有可能，在較高的切削速度下承受一般刀具進(jìn)展加工而提高生產(chǎn)率……?！苯档偷某潭容^高。因此高速加工的定義必需基于其他因素。有關(guān)高速加工的爭論在某些程度上是混淆的。如今存在很多意見、很多說法和很多不同的方式來定義高速加工。真實的切削速度由于切削速度既與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，也與刀具直徑有關(guān)，因此高速加工應(yīng)當(dāng)被“真實的切削速度”。切削速度和進(jìn)給速度之間的線性關(guān)系導(dǎo)致了“進(jìn)給速度與轉(zhuǎn)速成正比”的關(guān)系。假設(shè)選用較小的刀具直徑進(jìn)展加工，則進(jìn)給速度甚至vf較高。較淺的切痕aeap以及帄均切hmQ也要比常規(guī)機(jī)加工中小得高速加工的應(yīng)用條件的機(jī)床和把握器。生產(chǎn)設(shè)備都必需針對高速加工的特定過程而設(shè)計。還必需使用高級編程技術(shù)，其中要具有最適宜的刀具路徑。確保各個工序和刀準(zhǔn)則。特定的切削和夾緊刀具也是這類加工的一個必備條件。高速加工對縣的選用在模具行業(yè)，高速加工技術(shù)中適合的粗加工和精加工最大的、比較經(jīng)濟(jì)實惠的材料去除率有關(guān)。固然，也與機(jī)床的動態(tài)性能以及尺寸有關(guān)。(單次裝夾)加工中，大多數(shù)模具其尺寸都格外小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述尺寸。拐角和半徑的剩余銑削加工，以便為后面的工序和刀具創(chuàng)立恒定切屑去除率的可能3～4種刀具。1～2mm80%～90%的狀況下切削材料為整體硬質(zhì)含金立銑刀或球頭立銑刀。通常承受具有較大拐角半徑的立銑刀。整體硬質(zhì)合金刀具以上的材料)。一種典型而重要的構(gòu)造特征是承受較厚的核心，以保證刀具最大的粘接韌性。另外還最好承受切削刃接觸長度較短的球頭立銑刀。另一種重要的構(gòu)造特征是此外，承受用重金屬作成的刀柄也可以收到這種效果。模具的型腔最好比較淺，并且不要太簡潔。某些幾何外形也比較適合具有高生在承受高速加工方式對淬硬工具鋼進(jìn)展精加工0.2/0.2mm在切削刃上將存在較小的機(jī)械變化和工作負(fù)荷，還可以提高刀具壽命。(TiC,NTiAlN涂層)切削淬硬鋼材：48-58HRC的切削數(shù)據(jù)為：粗加工：Vc=100m/min,ap=刀具直徑的6%～8%，fz=0.05～0.1mm/齒。半精加工：Vc＝150～200m/min，fz=0.05～0.15mm/齒。精加工：Vc=200～250m/min，ap=0.1～0.2mm，ae=0.1～0.2mm，fz=0.02～0.2mm/齒。5〃對高速加工比較有用的定義中操作是用格外特定的方法和生產(chǎn)設(shè)備完成的。高速加工不愿定是高主軸轉(zhuǎn)速加工。很多高速加工應(yīng)用是在承受中等主軸轉(zhuǎn)速和大尺寸刀具狀況下完成的。在承受高轉(zhuǎn)速和高4～6倍于一般加工的切削數(shù)據(jù)。高速加工是指對小尺寸零件從粗加工到精加工進(jìn)展高生產(chǎn)率加工以及對各種尺寸的其重要性會顯得越高。淬硬模具的高速加工要遵循一些根本的準(zhǔn)則就可以很好地應(yīng)用該項技術(shù)，并能充分發(fā)揮它的優(yōu)越性，收到良好的效果。本文作者全面地介紹了其中主要的工藝因素：機(jī)床、刀具、刀柄和編程。模具加工主要有三種工藝：軟加工、硬加工和電加工，依據(jù)模具的構(gòu)造、硬度來打算承受哪種方法或者是它們的組合。用硬加工；小的、淺的模具可以在淬火后一次性銑成。假設(shè)模具壁很薄、模腔又很深，則承受電加工。刀具的選擇圓角帄頭銑刀和尖角帄頭銑刀。通常，首選刀具是球頭立銑刀。球頭的大圓弧外形可以分散高速加工淬硬金屬時作用在刀刃上的切削力和切削熱，并且加工出來的曲面較接近所需的外形。假設(shè)模腔有一個大而帄的底面，則在用球頭立銑刀粗加工后，應(yīng)使用圓角帄頭種刀具的光角很簡潔崩刃。刀具的剛性很重要，為了增加小直徑銑刀的剛性，刀柄的直徑做得比刀具直徑大很多，以改善加工光滑度和延長刀具壽命；刀具裝夾的懸伸長度應(yīng)盡可能短。3°5/2°，以獵取最大的剛性。假設(shè)90°的直面，則刀柄應(yīng)承受細(xì)頸構(gòu)造。削減切削熱過多的切削熱會使工件變形，降低加工精度。削減熱量的一個方法是把握每次走刀的間距。S25%～40%。而對于精加工，走刀間距可依據(jù)給定的刀痕高度H進(jìn)展計算。切削的時間即冷卻時間的長短，因此打算了積聚在刀具里熱量的多少。走刀間距大，刀刃在每一轉(zhuǎn)里切削時間多，冷卻時間少，使熱量不斷積聚，刀具溫度上升；反之，小的走刀間距可限制熱量的產(chǎn)生和積聚。因此，通過調(diào)整走刀間距的大小，可以把握熱量和刀具的溫度，并進(jìn)一步提高切削速度而使切削溫度仍低于涂層能承受的最高溫度。另一方面，還可以選擇的涂層，使刀具能承受更高的切削溫度，即使用更高由于它耐熱性好，所以，TiAIN涂層更適用于高速加工淬硬的模具。切削