模具制造中的微细铣削（三）

HEATS

　　高速主轴部件的驱动愈来愈多的采用同步电动机已是一种发展趋势。这种电机的重要优点在于有较大的转矩或功率密度，并且产生的温升也较低，这对于避免主轴的热伸长是有利的。

　　空气轴承与同步电动机在电主轴上的联合应用，鉴于具有运行平稳、长使用寿命和热特性好等优点，这对于微细切削加工来说无疑是一种最佳的主轴系统。

* a \: B7 B3 U' `% Q

　　刀夹和刀柄接口

　　为适应高转速加工，刀夹和主轴之间的接口主要是采用结构对称的HSK-E32(可实现60000r/min的最高转速)和HSK-E25(可实现80000r/min的最高转速)。如果转速超过了80000r/min，或要求更高的精度(减少接口数量)，则应采用把刀柄直接夹紧在机床的主轴里的办法，但这种办法的缺点是，要求所有使用的刀具必须有相同的刀柄直径。

: \$ F+ H6 u' P: s5 [7 E . T. ~, V, h/ \. i0 \! O4 {1 I/ s' \

　　刀夹的圆跳动对微细铣削的表面质量和表面轮廓精度有重要影响，因此，对于微细铣削加工，主要是采用圆跳动误差很小(≤0.003mm)、结构对称的热装冷缩式刀夹。这里用一个精铣90MnCrV8材质的成形冲压模来说明：双刃铣刀精铣时采用的切削参数是转速n=30000r/min，侧吃刀量ae=0.05mm，背吃刀量ap=0.05mm和进给速度Vf=200mm /min。这就得到fz=0.003mm的每齿进给量。如果刀夹的圆跳动误差为3祄，则双刃铣刀很快便成为只有一个有效切削刀刃的刀具。因此，基于精度和表面质量的考虑，值得推荐采用热装冷缩式高精度刀夹。

　　三轴和五轴微细加工机床

　　为实现微细加工，不仅需要尺寸很小的刀具和相应的刀夹，而且需要有专门为微细加工而设计的进行微细铣削加工的铣床或加工中心。目前，Primacon公司提供的Mikro-BAZ-PFM24 NGd五轴(或三轴)加工中心，其主轴转速最高达140000r/min。控制系统采用海德汉iTNC50。Kugler公司提供的Micromaster∕M型五轴微细加工机床，该机床为保证高的加工精度，采取了许多结构措施：其机体由精细颗粒的整体花岗岩制成，因此保证了机床的长期稳定性。X-Y-Z轴直线导轨采用静压支承，X-Z轴的龙门框架同样由经精密加工的花岗岩构成，从而保证了轴的热稳定性和很高的刚性。通过采用直线驱动来提高轴的定位精度，同时采用空气支承的电主轴来提高转速，其最高转速达160000r/min，以保证微细铣削的最佳过程。Wissner公司的GAMMA202 EconoMic型铣床是专门用来进行微细加工的三轴铣床。

$ z. _/ n" G. ~2 j& S - Y* d, W9 h7 k1 @* e

　　五轴加工的主要优点在于可采用较短的锥形柄小直径铣刀加工较深的型腔和筋板，并获得很好的表面质量，由此免去手动抛光。而三轴加工的加工精度要高于用五轴加工的精度，在加工时间上，三轴加工过程要比五轴加工过程可缩短15%至50%。

) G5 j' X" ^* {( C: t 6 P; s/ J! s) O

　　目前，微细加工机床的控制系统一般都可以与不同厂家的CAD/CAM系统进行连接，通过这种连接，能使模具的复杂轮廓的加工获得良好的效果，并缩短调整时间和编程时间。

! C5 x( r- D' @- @: F# b6 p

　　结束语

7 ~+ W! B6 B. f9 W. R: V) b3 R

　　近年来，随着技术产品构件的微型化发展，微细加工技术日益成为微型构件加工的关键技术。微细铣削加工在制造微型构件和模具中占有十分重要的地位。进一步开发微细铣削加工用的刀具、刀夹和高速电主轴，以及微细加工机床是推动微细机械加工技术发展的关键。在微型模具制造中，通过微细铣削加工不仅可以提高经济效益，而且还可以进一步挖掘铣削加工的工艺潜力。

3 Z6 B8 E+ d! _; A2 \6 L : t- K: |, M* @