模具高速加工技术
<p> 1引言</p><p> 作为现代先进制造技术中最重要的共性技术之一的高速<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/26/1.html" title="点击进入机械加工产品库"><FONT color= #cc3300>加工</FONT></a>技术代表了切削<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/26/1.html" title="点击进入机械加工产品库"><FONT color= #cc3300>加工</FONT></a>的发展方向，并逐渐成为切削<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/26/1.html" title="点击进入机械加工产品库"><FONT color= #cc3300>加工</FONT></a>的主流技术。高速切削中的“高速”是一个相对概念，对于不同的加工方式及工件材料，高速切削时采用的切削速度并不相同。一般来说，高速切削采用的切削速度比常规切削速度高5～10倍以上。由于高速切削技术的应用可显著提高加工效率和加工精度、降低切削力、减小切削热对工件的影响、实现工序集约化等，因此已在航空航天、<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/2519/1.html" title="点击进入模具产品库"><FONT color= #cc3300>模具</FONT></a>制造、汽车制造、精密机械等领域得到广泛应用，并取得了良好的技术经济效益。</p>
<p> 在现代<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/2519/1.html" title="点击进入模具产品库"><FONT color= #cc3300>模具</FONT></a>的成形制造中，由于<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/2519/1.html" title="点击进入模具产品库"><FONT color= #cc3300>模具</FONT></a>的形面设计日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加，因此对模具加工技术提出了更高要求，即不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术的研究不断深入，尤其在加工<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/25/1.html" title="点击进入机床制造产品库"><FONT color= #cc3300>机床</FONT></a>、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具的制造加工。</p>
<p> 高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响，改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、抛光”等复杂冗长的工艺流程，甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。高速加工技术除可应用于淬硬模具型腔的直接加工(尤其是半精加工和精加工)外，在EDM电极加工、快速样件制造等方面也得到广泛应用。大量生产实践表明，应用高速切削技术可节省模具后续加工中约80%的手工研磨时间，节约加工成本费用近30%，模具表面加工精度可达1μm，刀具切削效率可提高一倍。</p>
<p> 2模具高速加工对加工系统的要求</p>
<p> 由于模具加工的特殊性以及高速加工技术的自身特点，对模具高速加工的相关技术及工艺系统(加工<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/25/1.html" title="点击进入机床制造产品库"><FONT color= #cc3300>机床</FONT></a>、数控系统、刀具等)提出了比传统模具加工更高的要求。</p>
<p> 1)<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/25/1.html" title="点击进入机床制造产品库"><FONT color= #cc3300>机床</FONT></a>主轴</p>
<p> 高速机床的主轴性能是实现高速切削加工的重要条件。高速切削机床主轴的转速范围为10,000～100,000m/min，并要求主轴具有快速升速、在指定位置快速准停的性能(即具有极高的角加减速度)，因此高速主轴常采用液体静压轴承式、空气静压轴承式、磁悬浮轴承式等结构形式。</p>
<p> 2)机床驱动系统</p>
<p> 为满足<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/2519/1.html" title="点击进入模具产品库"><FONT color= #cc3300>模具</FONT></a>高速<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/26/1.html" title="点击进入机械加工产品库"><FONT color= #cc3300>加工</FONT></a>的需要，<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/26/1.html" title="点击进入机械加工产品库"><FONT color= #cc3300>加工</FONT></a>机床的驱动系统应具有下列特性：</p>
<p> a.高的进给速度。研究表明，对于小直径刀具，提高转速和每齿进给量有利于降低刀具磨损。目前常用的进给速度范围为20～30m/min，如采用大导程滚珠丝杠传动，进给速度可达60m/min；采用直线电机则可使进给速度达到120m/min。</p>
<p> b.高的加速度。对三维复杂曲面廓形的高速<a href="http://www.mechnet.com.cn/product/26/1.html" title="点击进入机械加工产品库"><FONT color= #cc3300>加工</FONT></a>要求驱动系统具有良好的加速度特性，驱动系统加速度应达到20～40m/s2。</p>
<p> c.高的速度增益因子(Velocity gain factor)KV。为达到较高的三维轮廓动态精度以及最小的滞后，一般要求速度增益因子KV=20～30(m/min)/mm。</p>
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