1.高速銑削加工的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）切削效率高——高速銑削加工與傳統(tǒng)銑削相比，單位時(shí)間的材料切除率提高3~6倍，加工時(shí)間縮短50%~70%。

（2）表面質(zhì)量?jī)?yōu)——高速銑削采用較小的行距，有利于提高零件的表面質(zhì)量，可實(shí)現(xiàn)“以銑代磨”的目的。例如：以1325m/min的速度銑削灰鑄鐵，可獲得磨削一樣的光滑表面，表面粗糙度可達(dá)Ra0.53，極大地改善了表面質(zhì)量，節(jié)省了模具的修光工作量。

（3）系統(tǒng)振動(dòng)小——高速銑削機(jī)床擁有很高的主軸轉(zhuǎn)速（可達(dá)10000~30000r/min），機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的激振頻率大大高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因而系統(tǒng)振動(dòng)明顯減小，工作平穩(wěn)，有利于提高加工精度與表面質(zhì)量。

（4）工件變形小——高速銑削時(shí)切削熱大為降低，大部分切削熱被切屑帶走，因而工件變形顯著減小，特別適合于銑削易發(fā)生熱變形的零件。

（5）加工精度高——高速銑削時(shí)，剪切角增大，剪切變形系數(shù)減小，切削力降低，有利于提高加工精度，一般可達(dá)10μm，甚至更高。特別對(duì)于一些大型框架件、薄板件、薄壁槽形件等的高精度加工，高速銑削是一種十分有效的加工方法。

（6）刀具耐用度高——高速銑削時(shí)，每次刀具的切削量小，單位切削力較小，切削溫度較低，且在數(shù)控系統(tǒng)控制下能合理調(diào)節(jié)切削參數(shù)，以保證刀具在不同速度下保持相對(duì)恒定的切削負(fù)載，刀具耐用度可提高50%~70%。

2.高速銑削加工的工藝特點(diǎn)

（1）銑削速度高——機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)10000~30000r/min，為此要求機(jī)床設(shè)備擁有高性能的主軸和高質(zhì)量的主軸軸承。

（2）進(jìn)給速度快——銑削鋼材的進(jìn)給速度可達(dá)5m/min以上，如德國(guó)的XHC240加工中的最大進(jìn)給速度可達(dá)60m/min。

（3）銑削行距小——刀具軌跡行距一般在0.2mm以內(nèi)，有利于優(yōu)化表面粗糙度。

（4）銑削深度淺——切削深度一般為0.3~0.6mm，切削力較小，切削溫度較低，延長(zhǎng)了刀具使用壽命。

（5）銑削效率高——在保證加工質(zhì)量的前提下，作業(yè)時(shí)間可減少60%以上，制造成本明顯下降。

模具高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)

1.模具高速切削對(duì)機(jī)床的要求

（1）床身本體——高速切削具有很高的加速度，高速切削機(jī)床的床身等支撐部件應(yīng)具有很好的動(dòng)、靜剛度，熱剛度和最佳的阻尼特性。

（2）主軸單元——為滿足模具高速加工的需要，高速切削機(jī)床軸主轉(zhuǎn)速一般均在15000~40000r/min，主軸設(shè)計(jì)必須采用高速大功率主軸單元。

（3）進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——高速切削的進(jìn)給速度是傳統(tǒng)加工進(jìn)給速度的5~10倍，為滿足高速加工的需要，進(jìn)給系統(tǒng)一般需要高速度和高加速度，并且有很寬的調(diào)速范圍，能在要求的高加速度和調(diào)速范圍內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作，能實(shí)現(xiàn)精確的定位和誤差極小的跟蹤，工作平穩(wěn)，無(wú)爬行、無(wú)振動(dòng)、噪聲小，具有優(yōu)良的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。

（4）CNC控制系統(tǒng)——高速切削加工要求CNC系統(tǒng)具有高精度和快速數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)具有先進(jìn)插補(bǔ)方法和預(yù)處理與誤差補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/span>

2.模具高速銑削對(duì)刀具的要求

（1）刀具材料應(yīng)硬度高、強(qiáng)度高、耐磨性好，韌度高、抗沖擊能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性好；高速加工的刀具材料要根據(jù)模具材料和加工性質(zhì)來(lái)選擇，目前陶瓷、CNB、涂層硬質(zhì)合金刀具等均可作為高速切削模具鋼件的刀具材料。

（2）必須精心選擇刀具結(jié)構(gòu)和精度、切削刃的幾何參數(shù)以及刀具與機(jī)床的連接方式。廣泛采用錐部與主軸端面同時(shí)接觸的HSK空心刀柄，錐度為1：10，可以確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)刀具的安全和軸向加工精度。

（3）型腔的粗加工、半精加工和精加工一般采用球頭銑刀，其直徑應(yīng)小于模具型腔曲面的最小曲率半徑；而模具零件平面的粗、精加工則可采用帶轉(zhuǎn)位刀片的端銑刀。

3.模具高速銑削對(duì)CAM系統(tǒng)功能和工藝技術(shù)的要求

高速切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求，因此除了要有高速切削機(jī)床和高速刀具外，具有合適的CAM系統(tǒng)也是至關(guān)重要的。高速銑削加工對(duì)數(shù)控編程系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，對(duì)CAM編程軟件的安全性和有效性要求高。高速加工CAM編程系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算速度、較強(qiáng)的插補(bǔ)功能、全程自動(dòng)過切檢查及處理能力、自動(dòng)刀柄與夾具干涉檢查、進(jìn)給率優(yōu)化處理功能、待加工軌跡監(jiān)控功能、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能和加工殘余分析功能等。

高速銑削在模具制造中的應(yīng)用

1.高速銑削的應(yīng)用領(lǐng)域

高速銑削加工技術(shù)按加工目的可分為兩類：以實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間最大材料去除量為目的的加工；以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量加工表面與精密結(jié)構(gòu)為目的的加工。高速銑削加工技術(shù)引入到模具加工行業(yè)，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

（1）淬硬模具型腔的直接加工——高速銑削采用極高的切削速度和超硬刀具，可直接加工淬硬后的模具型腔，在某些情況下可取代電火花型腔加工，與電火花加工相比，加工效率更高，加工質(zhì)量更優(yōu)，而且省略了電極的制造。

（2）EDM電極加工——高速銑削電極提高了電極的表面質(zhì)量和精度，減少了后續(xù)加工工序；應(yīng)用高速銑削技術(shù)加工電極對(duì)提高電火花加工效率起到了很大作用。

（3）樣件快速制造——利用高速銑削加工效率高的特點(diǎn)，用于加工塑料和鋁合金模型，通過CAD設(shè)計(jì)后可快速生成3D實(shí)體模型，比快速原型制造技術(shù)效率高、質(zhì)量好。

（4）模具的快速修復(fù)——模具使用過程中往往需要多次修復(fù)，以延長(zhǎng)使用壽命，以往模具的修復(fù)主要靠電加工來(lái)完成，而采用高速銑削加工可以更高效地完成該工作，并可使用原NC程序，無(wú)須重新編制。

2.高速銑削的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

與模具的傳統(tǒng)加工方式相比，高速銑削加工模具的優(yōu)勢(shì)更明顯：①高速銑削加工提高了模具加工速度；②高速銑削加工改善了工件加工精度和表面質(zhì)量；③高速銑削加工簡(jiǎn)化了加工工序；④高速銑削加工省去了電極材料；⑤高速銑削加工可使用小直徑刀具對(duì)模具更小的圓角半徑及模具細(xì)節(jié)加工，節(jié)省部分手工修整工藝。加工工序的簡(jiǎn)化可大大縮短模具的生產(chǎn)周期。

3.高速銑削在汽車模具制造中的應(yīng)用

高速銑削在加工三維曲面、超硬材料等方面存在顯著優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于模具制造和小批量精密復(fù)雜零件加工行業(yè)。對(duì)于要求零件大批量生產(chǎn)的汽車行業(yè)而言，高速銑削有其獨(dú)到之處。近幾年蓬勃發(fā)展的汽車工業(yè)對(duì)中國(guó)的汽車模具企業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這不僅是對(duì)交貨周期的嚴(yán)格要求，而且是對(duì)其設(shè)計(jì)能力、工藝能力和制造能力的全面考驗(yàn)。從工藝和制造能力的突破上講，高速銑削技術(shù)在縮短模具制造周期、提高制造精度上有著顯著的優(yōu)勢(shì)。

（1）原型零件快速制造

隨著汽車市場(chǎng)的繁榮，汽車的更新?lián)Q代越來(lái)越快，要求新產(chǎn)品研制周期盡可能縮短。而高速銑削加工效率高，可切削復(fù)雜的型面型腔，尤其與立臥轉(zhuǎn)換、五軸聯(lián)動(dòng)等柔性加工方式相結(jié)合，是原型零件快速制造的極佳解決方案。

（2）汽車零件模具

高速銑削在汽車復(fù)雜零件模具制造方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如：高速銑削中心在加工安全門鎖的注塑模時(shí)，所加工材料的硬度為54HRC，使用的最小刀具為0.6 mm，最大切深4.8 mm，表面粗糙度達(dá)Ra0.4。而且不再需要鉗工工序，縮短了加工時(shí)間。又如在加工車窗自動(dòng)升降系統(tǒng)齒輪箱的注塑模時(shí)，所加工材料的硬度為58HRC，工件直接銑削部分達(dá)85%，其余15%通過電加工完成，總加工時(shí)間為16h，加工時(shí)間縮短了50%。

（3）汽車內(nèi)飾件模具

汽車的更新?lián)Q代不僅體現(xiàn)在性能的提高上，更體現(xiàn)在汽車外觀及內(nèi)飾件的更新上。汽車內(nèi)飾件多為注塑件，模具的消耗量大，高速銑削能提高模具的制造精度，延長(zhǎng)模具的使用壽命，從而提高注塑件的質(zhì)量。