东莞市豪顺精密科技有限公司
高速加工技术是现代化技术的代表，可以有效展现出切削加工技术的优势与特点，因此成为切削核心技术。高速加工技术主要是应用较强硬度的材料加工而成的刀具，以最大切削速度和进给速度提升加工密度。相比于普通切削工艺来说，高速加工切削速度与进给速度高大数十倍[1]。通过对主轴转速分析能够看出，高速加工状态下，主轴转速超过每分钟1×104r。在经济与技术快速发展背景下，加工刀具以及数字设备加工性能趋于成熟化发展，也相应提升了模具加工速度，优化模具加工工序，有效缩短了钳工修复时间。在模具加工中应用高速加工技术已经成为模具技艺改造的现代化体现。
1、高速加工的技术优势
在传统切削加工技艺中，由于加工工序比较复杂，且会延长加工时间，因此极大影响模具加工制造工艺。通过应用高速加工技术可以有效缓解该类问题。将高速加工技术应用到模具加工过程中，可以有效缩短加工制造时间，还可以提升产品加工精度，增加表面光滑度，也可以简化钳工抛光与打磨工作量。由于应用高速加工技术时主轴转速比较快，所以在淬硬钢模具以及高硬度材料加工制造中能够加快加工速度，缩短电极制造与电加工时间。此外，将高速加工技术应用到模具加工制造中脏中，可以防止产生电加工白硬层问题，延长模具使用寿命，降低返修率。
2、高速加工在模具加工中的应用要点
在模具加工中应用高速加工技术能够显著提升加工效率与质量，但是此种技术对加工技艺的要求比较高。将高速加工技术应用到模具加工中，必须提升过切保护力度，编制模具加工工艺时适当应用制造工程技术与计算机技术，利用仿真模拟手段提升高速加工产品质量。在编制加工工艺时，应当深入分析模具几何图像，也应当分析加工过程中所应用的刀具，合理安排高速加工工序与刀具使用，在编制加工工艺时，应当注重过切保护，也需要提升模具高速加工轨迹的光滑性与连续性。
2.1刀具应用要点
在模具加工中会应用较多刀具，为了保证模具加工效率和安全性，需要推广应用硬质合金刀具，此种刀具材质的热稳定性和机械性都比较高。硬质合金刀具不仅需要应用硬质合金材料，还应当将氮化铝钛材质涂层覆盖到刀具表面，通过应用该项技术能够使模具高速加工期间提升硬质合金刀具的加工特性。在高速加工模具时应当合理选择刀具参数，例如球头铣刀和圆刀头，在选取刀具时应当注重刀具直径，在高速加工过程中应用刀具时，需要修整主副切削刃连接位置，以此加大刀具的刀尖角，防止刀尖在高速加工模具过程中出现过度磨损[2]。在选取刀具时应当充分考虑模具加工工艺和材料。由于高速加工期间主要是应用硬质合金刀具，因此为了延长刀具使用时间，在保证加工要求与安全的同时缩短刀具悬伸，并且确保刀具刀体的韧性与刚性。
2.2夹具应用要点
在高速加工模具期间，为了保证模具加工质量，应当合理选择夹具，在缩短模具加工时间基础之上，也应当注重加工方法和工艺。例如某模具加工技艺，在采用高速加工技术时，加工时间为1h，装夹模具的时间占据30min，此种装夹工序降低了模具加工效率。因此为了提升加工效率和质量，则需要应用夹具与模具配合加工技术，可以将定位销装设在模具上，以此实现定位效果；也可以将直角边设置在夹具中，以此定位模具。采用以上方法处理模具加工装夹定位问题，进一步提升加工效率与质量。通过提升装夹效率和精度，能够降低模具加工精度误差与后续累积误差，以此提升模具高速加工效率与质量。
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2.3机床应用要点
将高速切削加工技术应用到模具加工机床中具有重要作用，与普通切削技术比较，高速切削对机床的要求比较高。首先，机床主轴转速比较高，并且功率比较大。加床转速质量会降低刀具对工件加工的影响。机床主轴转速一般在每分钟1×104r。在进行粗加工和精细加工时，机床主轴的功率需要超过30kW。其次，机床刚性问题。由于模具材质都比较硬，高速切削刀具伸长量比较大、直径比较小，在实际加工操作会产生颤动问题，此时就需要确保机床的动刚性和静刚性。最后，加速度要求。在使用高速加工技术进行切削加工时，开启主轴至运行之间应当控制在3s。为了保证小圆角半径曲面的加工速度，工作台进给速度必须提升至2。
3、高速加工在模具加工中的具体应用
3.1粗加工应用分析
在模具加工期间，粗加工工艺主要是在最短时间内切除多余材料，对于精细度的要求不高。在模具粗加工中，容易改变切削层金属面积，进一步改变刀具承受荷载。在此种变化下会加剧刀具的磨损速度，此时对模具实施粗加工会影响表面质量。所以为了避免出现该类问题，则需要应用适宜的加工措施与方法。在加工模具之前，需要详细计算材料去除率和恒定切削面积，在切削过程中应当避免刀具轨迹突变，在下刀期间严禁垂直下刀，可以应用攀爬式切削方法[3]。此外，可以将圆角增设在尖角位置，选择圆形下刀方式。刀行间距应当控制在刀具直径的60%左右，尽量选择分层切削工艺。通过应用上述加工技艺，能够显著提升模具加工质量。
3.2半精加工的应用分析
半精加工工艺主要是对粗加工零件表面进行处理，将多余量去除掉，并且零件表面的匀称性和平整性。在当前多数制造工程技术与计算机技术中均可以应用半精加工技术处理粗加工产品。
3.3精加工的应用分析
在对模具进行精加工处理时，必须注重工件与刀具之间的接触点。在模具加工过程中，会改变工件表面斜率与刀具有效半径，此时就会影响工件与刀具之间的接触点。当接触点发生变化时，就无法对高速加工过程进行控制。因此，在对模具进行精加工处理时，尤其是多曲面模具加工期间，应当减少抬刀具与下刀操作，在相同工序中连续加工关键。此外，在精加工过程中还应当注重工件表面斜率变化，在加工过程中若只关注侧吃刀量，将会导致工件表面产生不均匀步距问题，对模具质量造成较大影响。由于精加工对于刀具轨迹要求比较高，因此必须按照零件外形走刀。按照精加工技术工艺要求，可以在制造工程技术与计算机技术系统提升进给速度和主轴转速，降低背吃刀量。在切削模具时应当由于外至内，完成阶梯面切削之后再开始平面切削。比如在Cimatron E系统中，可以设置通用零件精加工流程，使用体积铣开粗，之后切削内侧壁、外侧壁、顶面以及凹腔底面。
4、结束语
综上所述，在模具加工过程中，高速加工技术属于主流技术，该项技术既包含高速加工工艺，还会影响制造工程技术与计算机技术、数控系统与加工机床。在制造业快速发展背景下，我国已经将高速加工技术推广应用到模具制造中。在后续发展中，还需要进一步开发和普及模具制造业务，推广发展高速加工技术，以此促进模具制造业的发展。
参考文献
[1]刘仕文.五轴联动数控铣床与PowerMill在模具加工中的应用探讨[J].内燃机与配件,2019,20(06):93-95.
[2]杨云良,周一帆,文全兴,等.模具通道交角对ML35钢高强紧固件前驱物等径转角加工的影响[J].锻压技术,2019,44(03):72-77.
[3]孙敬国,李新波,吴文梁.斜楔滑块类模具在大隈龙门加工中心上自动化加工的开发与应用[J].汽车工艺与材料,2019,15(03):62-66.
论文作者:陈国强 李宇
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/19
标签：加工论文; 刀具论文; 模具论文; 模具加工论文; 技术论文; 粗加工论文; 主轴论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;