[摘要] 高速切削作為*的加工技術在回外已有廣泛的應用。努力發展數控切削技術，并向更高層次的自動化、柔桂純、敏捷化、冠絡化和數字純稍造方向推進，是當前機械制造業發展的方向。本文介紹了高速切削的概念，繼而綜述了在模具制造業中的應用，并列舉了某塑精模巽的高速切羽工藝加工參數，zui后對模具稈業的應用趨勢進行了展望。

    [關鍵字】高速切削模具/制造

    一、引言隨著科學技術的飛速發膦，社會對產品多樣化的要求E}益強烈．產赫更新越來越快；
    靛窳工業、汽車工業和輕工消費品生產高速增長。復雜形狀的零件越來越多，精度要求也越來越高。激烈的市場競爭要求產品研捌生產局期越米越短。傳統的加工設備和制造方法已難于適應這種多樣化、柔性化與復雜形狀零件的高質量加工要求川。因此，能有效地解決復雜、精密、小批多變零件加工問蕊的數控切削技術得到了迅速發展和廣泛應用，使制造技術發生了根本性的變化。切削加工的發展方向就是高速切削加工。高速切削技術不只是一項*技術，它的發鼴和推廣應用將帶動整個制造業的進步和效益的提高。

    二、高速切削介紹由于不同的加工方式，不同的切削材料有著不同的高速切削速度和加工參數。
有關高速切削的定義，譬翦摘無統一的認識，迄今已有三種觀點：①切削速度很高，通常認為其速度超過普通切削的5～10倍；②機床主軸轉速很高。一般將熹軸轉速在10 000～20000r／min以上定為高速切削；@進給逮發報高，逶常達15～50m／min。

    高速切削之所以成為技術熱點．并得到廣泛的工業應用，是因為它翱對傳統加工具毒顯著的*性，具體來說高速切削具有以下優點：縮短加二亡時間、提高加工效率、降低加工成本、切削力減小、切削熱影響小．延長了刀共豹壽命，面且可以使零件的魏工表霹質量和加工精度達到更高的水平，效率高形成工序集約化。

    高速切削所具有的一系列特色和在生產效益方面的巨大潛力，早已成為德、美、目等國競相研究的重要技術領域。20世斃80年代初由美垂蓉耱高技術研究總署規劃了高速切削基礎技術的研究。如今美國波音公司、法國選索公司采用數控高速切削加工技術，超高速銑削鋁臺金、鈦合壘整體薄鼙結構件，黃匿體新飛機公司采用超高速高精度銑削技術加工平面陣列天線、波導管、撓性陀螺框架。德國自1984年開始至今，由匡家研究技術部資助Darmstadt大學和4l家公司對超高速切削機床、刀其等相關技術進行系統的研究。

    三、高遮切削在模具/制造中的應用

    高速切削加工技術弓|進模具行韭，主妥應用于以下幾個方面：

    （1）淬硬模具/型腔的直接加工，利用高速切削可加工硬材料的特點直接加工淬硬后的模具型砬，提高1r模具加工的質量和效率，可取代電火花加工。

    （2）EDM電極加工，應用高速切削技術加工電極對提高電火花加工效率起薊了很大作用。高逮切削電極提嵩了電極的表面質量和精度，減少了后續加工工序。

    （3）快速樣件制造，利用高速切削加工效率高的特點，可用于加工塑料和鋁合金模型，通過CAD設計精可快速生成3D實體模型，比快速原型制造技術效率高、質量好。

    據P．Faltbohmer＆T．Altan等人的研究表明．劉1996年為此，已有44％的德國模具公司在使用HSC技術，面59％的公司打算投資。丑本秘美國大約有30％的公司有這方面的使用經驗，大多數公司都認為高速切削加工是未來很有吸引力的一項技術。

    由此可見，高建銑氍加工在模具{l}l造中具有高精度以及可加工高硬材料的優點．在工業發達國家已經得到廣泛的應用。目前我國的切削技術還停留在較低豹水平，機寐所用的切削速度地*工韭國家約低一個數量級．生產效率很低，經濟效益不好。高速切削技術在模具/行業中的應用更是風毛鱗角，因此大力發展高速甥削．對我匿制造韭發展具有十分重要的意義。

    四、應用實例

    本次研究的實例選為某塑料瓶體的模具，與普通的礦泉水瓶有所不同的是，瓶體的主體是曲線，且在瓶體下部有4個類似于小葉片的凹曲面。采用五軸銑削加工中心：Hermle C1200U；建模軟件：UG；材料：塑料模具鋼3Cr2NiMnMo，201mm×60mm×80mm。

    1．  刀具選擇

    刀具在高速銑削中起著非常重要的作用，是高速銑的推動力之一。由于高速切削的速度高出常規切削速度的幾倍甚至幾十倍，故作用在切削刃上的溫度比常規情況要高得多[3|。隨著切削速度的增加，切削溫度隨之增加。在高溫下，刀具的磨損類型也發生了本質的變化。選擇刀具材料為涂層硬質合金。考慮到加工表面均為曲面，加工表面的精度要求很高，并綜合考慮所使用的加工設備Hermel C 1200 U五軸聯動高速切削機床的特征參數和加工工藝參數。選用刀具類型粗加工為R角立銑刀，半精加工和精加工均為球面立銑刀。

    2．  加工工序

    安全和有效、高質量是高速銑的主要目標。高速加工的效率分為兩種情況：以實現單位時間zui大材料去除量為目的的高速加工和以實現單位時間zui大加工表面積為目的的高速加工。前者用于粗加工，后者用于精加工。粗加工和精加工之間的過渡是半精加工，只有考慮高速加工全過程，并充分重視半精加工，才能達到安全和的目的。具體工序見表1所示。

    3．  工藝參數

    切削參數的選擇對高速切削的實現影響很大，為實現非常高的主軸速度和進給速度必須使用非常輕的切削，因此應當使用淺的切削深度和窄的切削寬度，通常切削寬度為6％～8％刀具直徑，切削深度為zui大刀具直徑的5％。切削速度的范圍為小于400m／min，每齒進給量根據粗、精加工各有其經驗取值范引引。其余參數根據下列公式計算，所有工藝參數如表2：進給率Vf-N×fz×n。

    ·相關鏈接·
    真空技術

    “真空”這一術語是物理學家在很久以前定義的，但是工程師們將真空度分為以下幾個標準：
在技術應用中，對真空估算和測定非常重要。當測定真空時，對真空的不同定義和計量單位必須考慮。

    （1）  超高真空：壓力范圍小于10_。mbar。應用：金屬以微粒狀態散射，氣相淀積和電子束熔
煉，可控熱核聚變研究，大型同步質子加速器等。

    （2）高真空：壓力范圍為10-7mbar～10～mbar。應用：稀有金屬及超純金屬的真空熔煉和電子管
生產，真空鍍膜，離子注入等。

    （3）中高真空：壓力范圍為10-3mbar～lmbar應用：鋼水真空脫氣，白熾燈的生產制造，食品的冷凍干燥，合成樹脂的烘干等。應用：搬運技術。工程上，低真空的范圍常以百分數來表示，也就是真空在一個標準大氣壓下的比例。在低真空范圍內。工件材料的性質在真空搬運中起著十分重要的作用。

    氣密性的表面材料（例如金屬，塑料）通常在60％～80％的真空中搬運。對于透氣的材料（例如紙板，模壓膠合板）所能達到的真空必須通過實驗來確定，方能作為進一步計算的基礎。搬運這種材料所需的真空通常為20％至40％。

    （5）粗真空：應用在真空醫療器械、真空成型、真空過濾、真空浸漬等場合。

    （4）低真空：壓力范圍從lmbar到一個標準大氣在科學應用中，尤其在中高真空范圍內，真空常以壓。值定義，因此其數值通常為正數。實際上，低真空常以相對值定義，即真空相對于大表1為壓力單位換算（標準），表2為真空／壓氣壓力來定義。因此，其數值通常為負數，因為大氣壓力的換算，可說明壓力和其他常用計量單位之間的-關力是一個基準值，設定為0。系。
 

    五、展望

    通過高速銑削型加工中心進行加工，不僅加工了復雜曲面，而且提高了模具表面質量和制造精度，縮短了制造周期。模具是制造業重要的基礎工藝裝備，有著廣泛的應用領域，對制造業的發展和．制造技術的進步起著十分重要的作用。將高速切削應用于模具加工，無疑是對我國模具行業的發展起到積極的推動作用。