用于模具工业的高速加工技术（二）

HEATS

　　(2)生产效率高—用高速加工中心或高速铣床加工模具，可以在工件一次装夹中，完成型腔的粗、精加工和模具零件其它部位的机械加工，即所谓“一次过”技术(One Pass Machining)，切削速度很高，加工过程本身的效率比电加工要高出好几倍。除此以外，它既不要做电极，常常也不需要後续的手工研磨与抛光，又容易实现加工过程自动化。因此，高速加工技术的应用，使模具的开发速度大为提高。

! M. p0 W6 W# E4 h8 p P+ M 1 q8 b9 f- l3 @' M2 Y

　　(3)能加工形状复杂的硬质零件和薄壁零件—由高速切削机理可知，高速切削时，切削力大为减少，切削过程变得比较轻松。高速切削可以加工淬火钢，材料硬度可高达60HRC以上，加工过程甚至可以不用切削液，这就是所谓的硬切削(Hard Machining)和乾切削(Dry Machining)。尤其可贵的是，在高速加工中，横向切削力(Py)很小，这就有利于加工复杂模具型腔中一些细筋和薄壁，其壁厚甚至可以小于1mm。

　　高速加工制造薄壁零件

- Z/ T; f+ y+ D: @6 j

　　近几年来，高速加工技术在国外已广泛用于模具工业。在工业发达国家，据统计目前有85%左右的模具电火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工在国际模具制造工艺中的主流地位已经确立。原来一些从事电加工设备制造的着名公司(如瑞士Agie公司)，已敏感地看到这一技术发展趋势，为了不被模具设备巿场淘汰出局，已釆取了与高速机床制造厂家(如瑞士Mikron)联手合并的措施。

5 A6 W3 U% L0 n* }9 n0 Z ! J, r2 I* C4 E9 D! r4 W6 Z! R( B) [

　　模具工业中的高速机床

' @* ]4 L5 }* A0 g

　　对模具工业中使用的高速机床主要有下列要求：

- k- T1 z: O6 r

　　(1)主轴转速高、功率大—为了适应模具型腔曲面的高速加工，刀具的半径应小于型腔曲面的最小圆角半径，以免加工过程中刀具与工件发生“干涉”(实际上是过切)，所以加工中常用小直径的球头铣刀。由于刀具直径小(1~12mm)，因此要求主轴的转速非常高，有的高达20000-80000 r/min，以便实现高速切削；型腔的粗、精加工常常在工件一次装夹中完成，故主轴功率要大，中等尺寸加工中心的主轴功率常为10KW到40KW，有的甚至更高。

　　(2)机床刚度好—模具材料的强度和硬度都很高，加上常常釆用伸长量较大的小直径端铣刀加工模具型腔，因此加工过程容易发生颤振，一般都釆用精度高、刚度大的高速电主轴。为了确保零件的加工精度和表面质量，用于模具制造的高速机床必须有很高的静、动刚度，以提高机床的定位精度、跟踪精度和抗振能力。

　　(3)主轴转动和工作台(溜板)直线运动都要有极高的加速度—主轴从启动加速到最高转速(一般高于10000 r/min)，通常只用1~2秒的时间。工作台的加、减速度也从常规数控机床的0.1g?0.2g提高到1~5g(g为重力加速度，g=9.81m/s2)，以便可靠地实现小圆角半径曲面的高速加工，并达到必要的型面几何精度。在模具制造中，对机床的进给速度则不要求太高，一般有30m/min即可。近年来，矢量控制的变频调速永磁式主轴电动机和大推力、大行程直线电动机在高速机床上的应用，为模具制造中广泛釆用高速加工技术提供了更加有利的条件。