高速切削加工在模具制造英文文献和中文翻译 (2)

菜单

用传统方式加工模具时，常采用电火花加工，但电极的设计与制造本身是一个费时费力的工艺过程。而采用高速切削加工后，由于狭小区域加工的实现和高质量的表面结果，让电极的使用率大大降低。另外，用高速铣来制造电极也可以使生产效率提高到一个新的档次。

绝大部分模具均可利用高速切削技术来加工，如锻模、压铸模、注塑与吹塑模等。锻模腔体较浅，刀具寿命较长；压铸模尺寸适中，生产率较高；注塑与吹塑模一般尺寸较小，比较经济。

2 高速切削加工模具相对传统加工模具的优势

2.1 提高生产率

高速切削中主轴转速和进给速度的提高，可提高材料去除率。同时，高速切削可加工淬硬零件，许多零件一次装夹可完成粗、半精和精加工等全部工序，对复杂型面加工也可直接达到零件表面质量要求，因此，高速切削工艺往往可省却电火花加工、手工磨修等工序，缩短工艺路线，进而大大提高加工生产率。

高速切削加工允许使用较大的进给率，比常规切削加工提高5～10倍，单位时间材料切除率可提高3～6倍，加工时间可大大减少。这样可以用于加工需要大量切除金属的零件，特别是对于航空工业具有十分重要的意义。

2.2 改善加工精度和表面质量

高速机床必须具备高刚性和高精度等性能，同时由于切削力低，工件热变形减少，刀具变形小，高速切削的加工精度很高。切削深度较小，而进给速度较快，加工表面粗糙度很小，切削铝合金时可达Ra0.4～0.6，切削钢件时可达Ra0.2～0.4。

和常规切削相比，高速切削加工时切削力至少可降低30%，这对于加工刚性较差的零件来说可减少加工变形，使一些薄壁类精细工件的切削加工成为可能。因为高速旋转时刀具切削的激励频率远离工艺系统的受迫振动，保证了较好的加工状态。由于切削力太小，切削热影响小，使得刀具、工件变形小，保持了尺寸的精确性，另外也使得刀具工件间的摩擦变小，切削破坏层变薄，残余应力小，实现了高精度、低粗糙度加工。

2.3减少切削产生的热量

因为高速切削加工是浅切削，同时进给速度很快，刀刃和工件的接触长度和接触时间非常短，减少了刀刃和工件的热传导，避免了传统加工时在刀具和工件接触处产生大量热的缺点，保证刀具在温度不高的条件下工作，延长了刀具的使用寿命。如图1所示，A为高速切削加工时的热传导过程，B为传统加工的热传导过程。

高速加工和传统加工的热传导

高速切削加工过程极为迅速，95%以上的切削热量极少，零件不会由于温升导致翘曲或膨胀变形。高速切削特别适用于加工容易热变形的零件。对于加工熔点较低、易氧化的金属（如镁），高速切削有一定意义。

2.4 有利于加工薄壁零件

高速切削时的切削力小，有较高的稳定性，可高质量地加工出薄壁零件。采用如图2所示分层顺铣的加工方法，可高速切削出壁厚0.2mm，壁高20mm的薄壁零件。此时，刀刃和工件的接触时间非常短，避免了侧壁的变形。

高速切削薄壁零件

2.5可部分替代某些工艺，如电火花加工、磨削加工等

高强度和高硬度的加工也是高速切削的一大特点，目前，高速切削已可加工硬度达HRC60的零件，因此，高速切削能够加工经热处理硬化后的工件。在传统加工模具的工艺中，精加工前对热处理硬化后的工件需进行电火花加工，用高速切削加工替代传统切削的加工方法可以省去模具制造工艺中的电火花加工，简化了加工工艺和投资成本。