模具高速切削加工工艺的关键技术

《模具高速切削加工工艺的关键技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、模具高速切削加工工艺的关键技术职称论文>电子机械论文：摘要：20世纪90年代，以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征的高速切削（HighSpeedCutting，HSC）已经成为现代切削加工技术的重要发展方向之一，也是目前模具制造业一项快速发展的高新技术。由于采用高速切削技术可以明显提高模具生产效率和模具精度及使用寿命,因此正逐渐取代电火花精加工,并已被国内外的模具制造企业普遍采用,成为模具制造的大趋势。但是作为一种新的切削方式，我国目前还没有完整的加工工艺参数和实用的数据库，笔者就此问题进行了相关的探讨。关键词：高速切削高速切削工艺切削参数根据相关资料的统

2、计，在现代化的工业生产中，零件粗加工的75%，精加工的50%，塑件的90%是由模具加工的，做为一种高附加值和高技术密集型产业，现代模具工业已成为当今工业发展的基础。而模具工业发展的关键主要依靠设计、制造中先进技术的应用（如并行工程CE、逆向工程RE、快速成形RP、虚拟制造技术VM、网络化设计与制造、高速切削技术HSC等），其中模具的高速切削技术已成为当前模具制造领域的热点和发展方向。一、高速切削加工在模具制造中的应用。1.何谓高速切削（HighSpeedCutting简称HSC）。高速切削的概念实际上早在20世纪30年代就由德国切削物理专家CarlSalomon提出，并根

3、据一系列实验绘制了著名的Salomon曲线（见右图）。它揭示了铣削中切削刀具温度与切削速度的关系；即一定的工作材料对应有一个临界切削速度，其切削温度最高；在常规切削范围内切削温度随着切削速度的增大而升高，当切削速度达到临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降，这是由于切削过程中切削热来不及传给工件和刀具就已经被切屑带走，从而使刀具寿命延长，切削力下降，加工质量提高，并且大大地减少加工时间，成倍地提高生产率。这一理论的发现为人们提供了一种在低温低能耗条件下实现高效率切削金属的方法。那么何谓高速切削呢？从目前来看，高速切削还没有一个明确的定义，它只是一个相对概念，一般

4、来说，把切削速度比常规切削速度高510倍以上的切削称为高速切削。例如：车削为700~7000/min，铣削加工为200~7000m/min，钻削为100~1000m/min，磨削为5000~10000m/min。相对应的进给速度一般为225m/min，高的可达6080m/min。2.高速切削加工的优点及在模具制造中的应用。高速切削加工的优越性主要表现在以下几个方面：①加工效率高，由于切削速度高，进给速度一般也提高5-10倍，这样，单位时间材料切除率可提高3-6倍，因此加工效率大大提高。②切削力小，高速加工与传统的切削加工相比其采用小切削深度、高的主轴转速和高的进给速度进行

5、加工，由于切削速度高，切屑流出的速度快，减少了切屑与刀具前面的摩擦，从而使切削力大大降低。③热变形小，高速加工过程中，由于极高的进给速度，95%的切削热被切屑带走，工件基本保持冷态，这样零件不会由于温升而导致变形。④加工精度高，高速加工机床激振频率很高，已远远超出机床-刀具-工件工艺系统的固有频率范围，这使得零件几乎处于无振动状态加工；同时在高速加工速度下，积屑瘤、表面残余应力和加工硬化均受到抑制，因此用高速加工的表面几乎可与磨削相比。⑤简化工艺流程，由于高速铣削的表面质量可达磨削加工的效果，因此有些场合高速加工可作为零件的精加工工序，从而简化了工艺流程，缩短了零件加工时

6、间。⑥大幅降低工件表面损伤，采用高速切削可以避免电火花和磨削产生的脱碳、烧伤和微裂纹现象,大大减少了模具精加工后的表面损伤,提高模具寿命20%。高速切削加工在模具制造中的应用，我们知道模具制造的特点就是单件、小批量、表面形状复杂（不能用二次方程描述的自由曲面）；模具材料多为模具钢、铸铁、铝合金、铜合金等。如果利用传统模式加工，通常周期较长、生产效率低、加工精度难于控制，这就迫使模具制造业在技术和管理两方面要持续的更新发展。其中高速切削正是由于自身的诸多优点，越来越多地应用于模具制造中。例如：利用它材料切除率高的优点，可以从工件毛坯上快速切除大量多余材料而形成模具型腔；利用

7、它加工精度高，表面质量好的优点，来代替效率低下的磨削加工和电火花加工，这样就避免了由这两种加工方式引起了表面脱碳，烧伤和裂纹等质量问题；利用高速切削时切削力小的优点，可以加工刚性差的和薄壁件；利用高速切削产生切削热少的优点，直接加工燃点较低的镁合金；利用机床刚性好、功率大的优点，采用先进的刀具材料如立方氮化硼，可以直接切削硬度高达62HRC的淬硬钢。二、高速切削工艺的关键技术目前国外的模具制造业，已经广泛采用了高速切削加工，而且与之相适应的C机床技术（主要包括机床总体布局机床的驱动技术，机床数控技术），刀具技术（刀具的材料，刀