论述模具高速铣削加工的技术特点及应用

（娄底市高级技工学校教学科，湖南 娄底 417000）

论述模具高速铣削加工的技术特点及应用

王国富

（娄底市高级技工学校教学科，湖南 娄底 417000）

模具高速铣削加工技术是一种新型的工程技术，其在模具加工中应用极大提高了生产效率，能够获取表面更加整洁的模具产品，同时其生产技术较为成熟，生产应用性加强，能够加工硬度较高的模具板材，具有温升低、热变形较小的技术特点，在汽车生产、机械加工、家电制作等行业中发挥着较大的技术优势。当前模具高速铣削加工逐步实现技术升级，向着敏捷化、智能化、集成化的技术方向迈进。本文章阐述了高速铣削加工技术的概念，并分析了高速铣削加工技术的特定和应用。

模具加工；高速铣削加工；技术

1 高速铣削加工技术

模具高速铣削加工技术是制造行业中普遍采用的新型技术，也引领着行业发展的技术前沿。高速铣削加工技术是指其切削速度高于临界速度，通过高速切削完成模具加工。这一技术的生产效率较高，可以根据模具材料的材质和结构来设定相应的切削程序，操作者输入相应的操作信号切削模具，模具的切削指令和机床上的程序匹配完成后，就会按照预先设定的程序完成高速铣削加工。在高速铣削加工技术中，切削速度通常要大于1000mm/min可称为高速加工，随着切削技术发展，切削速度逐渐增大，同时切削的减速度和加速度变小，这就提高了模具生产的精度，降低了生产过程的成本。

模具高速铣削加工技术的工作原理是利用高速切割来完成材料技工，并在低负荷状态下完成切削工作，有效降低了铣削加工过程中的振动和形变，同时根据不同材质的模具可以选择不同的切合刀具，切合产生的金属碎屑可以通过切削热带走，避免了切削产生热量对模具零部件产生结构破坏。通过对模具高速铣削加工技术和传统切削工艺相比较，高速铣削加工时间缩短了60%，模具加工材料去除率大大提高，铣削加工刀具的使用寿命延长了70%，模具材料的结构影响率降低了80%，生产效率大大提升。

2 模具高速铣削加工技术的特点

模具高速铣削加工技术应用展示了良好的工程特点，其简化了生产工序，减少了模具加工前期的准备工作，不需要模具进行细加工，直接对粗产品进行加工得到性能良好的模具产品。再者，模具铣削加工的表面质量大幅度优化，生产完成之后不需要进行后续的表面打磨和抛光，从而减少了生产负荷。模具高速铣削加工技术的生产精度较高，实现了微米级别的精度操作，同时其智能化的切削系统减少了生产误差，其切削后的淬火钢精加工技术，避免模具表面产生结构形变，极大保护了模具的表面质量。下面对模具高速铣削加工技术的技术特点进行详细介绍。

2.1 加工机床的性能优化

高速铣削加工技术相对于传统的数控机床而言，其机床的主轴部件采用了高性能的轴承材质，材料的耐高温性、耐腐蚀性性能良好，同时能够承担较强的横加载荷，在高速的运转过程中保持着良好的平衡性和热稳定性，能够传递足够的力矩和功率，在其机床的主轴部位还带有热量测定和冷却结构，优化了轴承的工作环境。

机床的驱动动力采用直线电机驱动，能够在短时间内加给刀具更高的进给速度，避免出现运转切割速度慢的现象，实现了对切割刀具的精密化控制，为了保证刀具具有较高的静态和动态刚度，机床上普遍采用HSK为110的小锥度刀具。高度铣削加工机床的程序设定采用高性能的数控系统，并设置了程序编码系统，切削过程中采用编码匹配来调整切削程序，适应不同加工条件的需要。

2.2 刀具系统平衡性优化

在模具高速铣削加工技术中，刀具选择直接影响模具的加工质量，不同的刀具产生的切割效果不同，因此选择合理的刀具组合搭配能够延长刀具系统的使用寿命，产生优化的切削效果。高速铣削加工技术主要采用合金刀具、金属陶瓷、氮化硅基陶瓷及聚晶金刚石等材质刀具，保证切割效果稳定。刀具系统和机床主轴系统的连接进行优化，避免出现刀具和刀夹出现结构不匹配、松动脱落等问题，系统内部各个精密件之间的位置进行智能化调节，有效减少了生产过程中出现主轴跳动、刀具不平衡、结构润滑度不足等问题。刀具系统采用了动平衡系统，对刀具、夹头和主轴进行平衡调试，并对刀具整体进行动平衡检测，实现了刀具铣削加工的动平衡，有效保证了模具加工效果。

2.3 完善的CNN操控系统

数控系统是模具加工系统的集成部分，是进行加工信号匹配和对接的核心部位，CNN操控系统中的执行程序链接不同的加工工艺步骤，控制系统能够快速处理NC数据，计算加工过程中的各项参数，尤其是计算轴向减速产生的冲击理论值，通过调试减速值来调控模具铣削加工的稳定性。在高速加工系统中，其技术核心是样条实时插补和无冲击的加速器，样条不应该线性化，应该直接插补，以免降低精度，同时机床驱动的动态性能要通过驱动系统进行调控，设置加工参数的规定值，一旦发生生产参数的波动点，就会产生报警信息，保证模具产品生产的高精度和高准确性。

3 模具高速铣削加工技术的应用

3.1 汽车模具制造中应用

模具高速铣削加工技术在汽车行业中应采用五轴联动方式，保证汽车工件切割维持几何运动轨迹，将模具工件分为不同的区域等级，实现了最优化的刀具调整方位。五轴联动技术实现了更加灵活性的模具生产，根据工件材质、模具形状、加工需要来设定刀具搭配和机床程序，利用计算机计算进行辅助化生产，发挥机床计算机的参数调控和监控功能，保证铣削加工技术流程稳定。通过应用发现，高速铣削加工技术能够降低对模具的不良反应，方便后续进行模具平面平整和打磨。

3.2 塑料模具生产应用

塑料模具的结构设计较为复杂，同时塑料模具的抗热性较差，铣削加工技术要减少对于模具热量扩散，通过碎屑来消耗产生的切割热量，减少对塑料模具的影响。高速铣削加工技术给塑料模具加工带来了新的机遇，尤其是在中小型的模具加工中表现出了技术优势，相对于传统的切削技术，其碎屑带走了绝大部分热量，由于走刀速度加快，产生热量分布较为分散，在模具切割表面的温度梯度较小，不会产生热量的集中堆积，同时高速铣削加工动力采用电极控制，加工精度加高，轮廓的外形能够保持较高的光洁度，对于精细化要求加高的模具的加工效果良好。

3.3 薄壁结构切削应用

高速铣削加工技术在薄壁材料加工中展现了良好的优势，其铣削加工的刀具、切割量、切削方式、数码编程系统可调控，在航空材料的薄壁结构加工中，铣削技术能够满足飞机装配以骨架零为定位基准的要求，零件须实现精确加工，做到具有较高的精度和表面质量。因此，在未来的薄壁材料加工中，高速铣削加工会成为相关领域的第一选择，并逐步实现智能化、精细化和可控性加工，为薄壁结构生产提供新的前景。

4 结语

综上所述，模具高速铣削加工技术是囊括了先进的数控系统和加工工艺，是当前模具加工中最先进的工艺之一，相对于传统的模具切削技术，其实现了机床性能优化、刀具系统平衡优化、CNN操作系统优化，极大提高了模具生产精密度、质量及生产效率。因此，可以预见在未来的发展中，高速铣削加工技术必将成为模具加工的重要技术，为我国模具制造业的发展注入新的活力。

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