东莞市精伦模业有限公司

1.高速铣削加工的技术优势

（1）切削效率高——高速铣削加工与传统铣削相比，单位时间的材料切除率提高3~6倍，加工时间缩短50%~70%。

（2）表面质量优——高速铣削采用较小的行距，有利于提高零件的表面质量，可实现“以铣代磨”的目的。例如：以1325m/min的速度铣削灰铸铁，可获得磨削一样的光滑表面，表面粗糙度可达Ra0.53，极大地改善了表面质量，节省了模具的修光工作量。

（3）系统振动小——高速铣削机床拥有很高的主轴转速（可达10000~30000r/min），机床运转的激振频率大大高于工艺系统的固有频率，因而系统振动明显减小，工作平稳，有利于提高加工精度与表面质量。

（4）工件变形小——高速铣削时切削热大为降低，大部分切削热被切屑带走，因而工件变形显著减小，特别适合于铣削易发生热变形的零件。

（5）加工精度高——高速铣削时，剪切角增大，剪切变形系数减小，切削力降低，有利于提高加工精度，一般可达10μm，甚至更高。特别对于一些大型框架件、薄板件、薄壁槽形件等的高精度加工，高速铣削是一种十分有效的加工方法。

（6）刀具耐用度高——高速铣削时，每次刀具的切削量小，单位切削力较小，切削温度较低，且在数控系统控制下能合理调节切削参数，以保证刀具在不同速度下保持相对恒定的切削负载，刀具耐用度可提高50%~70%。

2.高速铣削加工的工艺特点

（1）铣削速度高——机床主轴转速可达10000~30000r/min，为此要求机床设备拥有高性能的主轴和高质量的主轴轴承。

（2）进给速度快——铣削钢材的进给速度可达5m/min以上，如德国的XHC240加工中的最大进给速度可达60m/min。

（3）铣削行距小——刀具轨迹行距一般在0.2mm以内，有利于优化表面粗糙度。

（4）铣削深度浅——切削深度一般为0.3~0.6mm，切削力较小，切削温度较低，延长了刀具使用寿命。

（5）铣削效率高——在保证加工质量的前提下，作业时间可减少60%以上，制造成本明显下降。

模具高速铣削的关键技术

1.模具高速切削对机床的要求

（1）床身本体——高速切削具有很高的加速度，高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度，热刚度和最佳的阻尼特性。

（2）主轴单元——为满足模具高速加工的需要，高速切削机床轴主转速一般均在15000~40000r/min，主轴设计必须采用高速大功率主轴单元。

（3）进给驱动系统——高速切削的进给速度是传统加工进给速度的5~10倍，为满足高速加工的需要，进给系统一般需要高速度和高加速度，并且有很宽的调速范围，能在要求的高加速度和调速范围内长期稳定可靠工作，能实现精确的定位和误差极小的跟踪，工作平稳，无爬行、无振动、噪声小，具有优良的静态和动态特性。

（4）CNC控制系统——高速切削加工要求CNC系统具有高精度和快速数据处理能力，同时具有先进插补方法和预处理与误差补偿等功能。

2.模具高速铣削对刀具的要求

（1）刀具材料应硬度高、强度高、耐磨性好，韧度高、抗冲击能力强，热稳定和化学稳定性好；高速加工的刀具材料要根据模具材料和加工性质来选择，目前陶瓷、CNB、涂层硬质合金刀具等均可作为高速切削模具钢件的刀具材料。

（2）必须精心选择刀具结构和精度、切削刃的几何参数以及刀具与机床的连接方式。广泛采用锥部与主轴端面同时接触的HSK空心刀柄，锥度为1：10，可以确保高速运转刀具的安全和轴向加工精度。

（3）型腔的粗加工、半精加工和精加工一般采用球头铣刀，其直径应小于模具型腔曲面的最小曲率半径；而模具零件平面的粗、精加工则可采用带转位刀片的端铣刀。

3.模具高速铣削对CAM系统功能和工艺技术的要求

高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求，因此除了要有高速切削机床和高速刀具外，具有合适的CAM系统也是至关重要的。高速铣削加工对数控编程系统的要求越来越高，对CAM编程软件的安全性和有效性要求高。高速加工CAM编程系统应具有很高的计算速度、较强的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、自动刀柄与夹具干涉检查、进给率优化处理功能、待加工轨迹监控功能、刀具轨迹编辑优化功能和加工残余分析功能等。

高速铣削在模具制造中的应用

1.高速铣削的应用领域

高速铣削加工技术按加工目的可分为两类：以实现单位时间最大材料去除量为目的的加工；以实现高质量加工表面与精密结构为目的的加工。高速铣削加工技术引入到模具加工行业，主要应用于以下几个方面：

（1）淬硬模具型腔的直接加工——高速铣削采用极高的切削速度和超硬刀具，可直接加工淬硬后的模具型腔，在某些情况下可取代电火花型腔加工，与电火花加工相比，加工效率更高，加工质量更优，而且省略了电极的制造。

（2）EDM电极加工——高速铣削电极提高了电极的表面质量和精度，减少了后续加工工序；应用高速铣削技术加工电极对提高电火花加工效率起到了很大作用。

（3）样件快速制造——利用高速铣削加工效率高的特点，用于加工塑料和铝合金模型，通过CAD设计后可快速生成3D实体模型，比快速原型制造技术效率高、质量好。

（4）模具的快速修复——模具使用过程中往往需要多次修复，以延长使用寿命，以往模具的修复主要靠电加工来完成，而采用高速铣削加工可以更高效地完成该工作，并可使用原NC程序，无须重新编制。

2.高速铣削的应用优势

与模具的传统加工方式相比，高速铣削加工模具的优势更明显：①高速铣削加工提高了模具加工速度；②高速铣削加工改善了工件加工精度和表面质量；③高速铣削加工简化了加工工序；④高速铣削加工省去了电极材料；⑤高速铣削加工可使用小直径刀具对模具更小的圆角半径及模具细节加工，节省部分手工修整工艺。加工工序的简化可大大缩短模具的生产周期。

3.高速铣削在汽车模具制造中的应用

高速铣削在加工三维曲面、超硬材料等方面存在显著优势，主要应用于模具制造和小批量精密复杂零件加工行业。对于要求零件大批量生产的汽车行业而言，高速铣削有其独到之处。近几年蓬勃发展的汽车工业对中国的汽车模具企业提出了严峻的挑战，这不仅是对交货周期的严格要求，而且是对其设计能力、工艺能力和制造能力的全面考验。从工艺和制造能力的突破上讲，高速铣削技术在缩短模具制造周期、提高制造精度上有着显著的优势。

（1）原型零件快速制造

随着汽车市场的繁荣，汽车的更新换代越来越快，要求新产品研制周期尽可能缩短。而高速铣削加工效率高，可切削复杂的型面型腔，尤其与立卧转换、五轴联动等柔性加工方式相结合，是原型零件快速制造的极佳解决方案。

（2）汽车零件模具

高速铣削在汽车复杂零件模具制造方面具有独特的优势。例如：高速铣削中心在加工安全门锁的注塑模时，所加工材料的硬度为54HRC，使用的最小刀具为0.6 mm，最大切深4.8 mm，表面粗糙度达Ra0.4。而且不再需要钳工工序，缩短了加工时间。又如在加工车窗自动升降系统齿轮箱的注塑模时，所加工材料的硬度为58HRC，工件直接铣削部分达85%，其余15%通过电加工完成，总加工时间为16h，加工时间缩短了50%。

（3）汽车内饰件模具

汽车的更新换代不仅体现在性能的提高上，更体现在汽车外观及内饰件的更新上。汽车内饰件多为注塑件，模具的消耗量大，高速铣削能提高模具的制造精度，延长模具的使用寿命，从而提高注塑件的质量。