高速切削在模具製造中的技術要求
在現代模具的成形製造中，由於模具的形面設計日趨複雜，自由曲面所占比例不斷增加，因此，對模具加工技術提出了更高要求，不僅要保證高的製造精度和表面品質，要追求加工表面的美觀，同時還要求模具的高穩定性和長壽命。傳統制模工藝阻礙了模具向精密方向的發展。隨著對高效加工技術研究的不斷深入，尤其在CAE、CAD、CAM、CAPP軟體等相關技術不斷發展的推動下，高效加工技術己越來越多地應用於模具的製造加工，改變了傳統模具加工採用的“退火→銑削加工→熱處理→電火花加工→手工打磨→拋光”等複雜冗長的工藝流程，壓縮了模具的製造週期。
高速切削技術作為高效加工的重要手段之一，其技術含量很高，涉及到多方面的內容，包括數控加工編程的快速高效化、空間自由曲面多軸聯動加工、難加工材料的切削、數控工藝程序編制的規範化與標準化等方面，減少了以往電火花加工和人工修模的工作量，還可以保證模具製造的高度一致性，確保模具精度，減少試模次數，縮短製造週期，改變了以往“依賴鉗工”修正裝配的思維模式，朝著“只裝少配”或“只裝不配”的方向邁進，從而提高生產效率，實現高效加工。
對刀具的要求
研究發達國家平均刀具費用和生產成本等各種相關資料後可知，提高50%的刀具壽命，可降低1%的生產成本；而提高20%的加工效率，則可降低15%的生產成本。這充分說明利用現代切削技術，選擇高速、高效刀具，充分發揮機床的性能和效率，實現高速、高效切削，才是提高效率、降低生產成本的正確之路。
隨著機床技術的發展，機床主軸的最高轉速也在大幅提升，刀具剛性和動平衡性能的進步，給刀具的高速切削奠定了一個良好的基礎。為避免刀具不平衡量在高速狀態下產生的離心力對刀具切削過程帶來不利影響，造成刀具壽命、工件表面品質和外形精度下降，還應考慮主軸和刀柄的連接面，對介面部位和較長刀杆而言，特別重要的是徑向擺動精度、懸臂長度。為了達到圓柱刀柄在精加工時對徑向擺動精度的要求，應選用液壓夾頭、收縮夾頭和力壓縮夾頭的連接方式，其徑向擺動精度可以達到0.001~0.003mm.
選用高速切削刀具，除具備一般刀具應具備的良好的硬度和耐磨性、高的強度和韌性等性能外，還應該具備
①更高的可靠性，保證切削穩定，品質一致，換刀次數少，壽命長。②更高的安裝精度和重複定位精度，良好的互換性和快換性。③系列化、標準化和通用化，儘量採用機夾可轉位刀具和多功能複合刀具。④良好的斷屑、卷屑和排屑性能，確保切屑不纏繞在刀具和工件上，不破壞已加工表面，不妨礙切削液的澆注。
對工藝設計的要求
許多模具企業在資源管理和利用上存在一些不足，主要表現在模具設計製造工藝資訊資源分享不充分，數控工藝與普通工藝的結合性差，CAD/CAM軟體的應用水準不高，數控加工工藝和程式的規範化、標準化程度低，以及模具設計、數控工藝、數控編程並行模式實現程度小等方面。針對以上不足，可從以下幾個方面開展工作。
1.模具設計與工藝資訊資源的共用製造工藝的資訊化建設最重要的是充分利用模具設計圖形和文檔資源，如利用模具三維圖形可減少數控編程人員的三維造型時間，而三維造型幾乎耗費了數控編程40%~50%的時間。充分利用PDM及網路資源建立企業內部的工藝資訊管理系統，共用一切可能利用的製造資訊資源，可以大大提高編程人員的工作效率。
2.數控工藝與普通工藝的合理匹配針對模具的設計狀態、批量要求、生產週期、加工精度以及生產成本的不同特點應分別採取不同措施。
在工藝方案設計過程中，應對設計要求、加工方式、工裝夾具的設計製造、刀具的選擇、粗精加工方式的結合、工序的集中劃分、企業的設備現狀與生產能力等方面綜合考慮，實現數控加工與傳統加工的完美結合與匹配，發揮各種設備的特長與優勢。
3.工藝編制的規範化與參數匹配的合理性數控工藝編制的規範化在一定程度上體現了企業自身數控加工技術應用的水準，通過規範化來約束數控程式的多樣化，進而提高刀具的切削品質，如在工藝中注明定位基準、對刀基準、刀具參數、切削參數與走刀方式等，將成熟的數控工藝進行規範化和固定化，尤其在典型零件的加工工藝經驗基礎上，建立規範化的加工工藝範本與數控程式範本，可以大幅度提高工藝程序的品質和模具的加工效率。
另外，根據被切削材料，應選用合理刀具和步距，刀具和步距過大或過小都不利於模具的加工效率和製造成本。程式編制應結合材料及加工餘量來科學綜合考慮加工的切削參數，建立不同模具材料與各種常用刀具的切削工藝參數庫，以備參考與選用。
對加工設備的要求
高速加工設備自然是高效加工的必要工具，要實現高效加工並非只是購買幾台高速加工設備這麼簡單，而是要根據企業內部（甚至企業外部）已有設備的特點進行必要補充，做好製造工藝和生產能力的相互匹配。同樣，編制加工工藝，也不能把目光全部集中在高速加工設備上，合理匹配，充分利用才能挖掘高效加工的潛能。
（1）要適合企業模具開發與製造的工藝特點，避免因功能冗餘而造成浪費。對一般自由曲面複雜的模具製造，可以採用五軸聯動加工中心；對於大型自由曲面複雜的模具製造，可採用龍門式五軸加工中心。
（2）選擇性價比高的設備。由於在模具型腔和曲面的加工中，所用刀具直徑比較小，對主軸的要求很高，轉速一般要達到20000~40000r/min,甚至更高，進給速度達40~80m/min;為一次裝夾毛坯，完成粗加工和精加工，要求主軸功率一般為10~40kW;由於模具材料的強度和硬度都很高，故要求主軸精度高、剛性好；同時，機床床身還必須具有很高的動、靜剛度，以提高定位精度和抗振能力。
（3）軟體方面還要求CNC系統運算速度快，資料處理能力強，控制精度和回應速度高；CAM軟體高速加工必須具有全程自動防過切和刀具干涉檢查能力，從而提高複雜輪廓表面的加工精度。
（4）高速加工中心可以分以主軸高轉速為主的HSM（HighSpeedMachining）型高速加工中心，和以高移動速度和加速度為主的HVM（HighVelocityMachining）型高速加工中心，可以根據需要進行選擇。
對工裝夾具的要求
萬能組合夾具之所以越來越受到模具製造企業的青睞，原因是它大大減少了設備停工時間，可以在最短的時間內完成簡單的拼裝操作，還可以通過多種定位的選擇，使得夾具滿足模具加工的需求。同時，萬能組合夾具也能適應模具製造的批量特點，不僅柔性很強，而且靈活、快捷。主要表現在：組合元件通用性強，具有較高的硬度和耐磨性，可重複利用；具有較高的尺寸精度和幾何精度，而且具有很強的互換性；能適應模具設計與製造的不斷變化，可以拼裝出不同工位的夾具。
高效加工是個系統工程，並非提高切削速度僅此一項，它涉及到生產製造的每一個環節。只有將刀具、被加工材料、切削參數及設備進行合理地選擇和匹配，並通過不斷探索和總結，將各種條件進行最佳組合，才能發揮其綜合優勢，達到材料去除的高效目的。另外，利用資訊化手段，優化工藝路線，合理選用工裝夾具，壓縮工序間的輔助時間，加快模具製造節拍，從而實現高效加工。
資料來源：《金屬加工世界》2010年第4期-中國金屬加工網
溢晁億有限公司 Expata Business Company
專賣德國原料之鎢鋼銑刀、鎢鋼鑽頭
高精度、高硬度、耐用性佳!!
符合您加工各式工件的需求!
代理HKF、HOL、SUS、UGMIC精密螺旋絲攻等專業切削工具品牌，
並可代購國際大牌或提供OEM的服務。
選擇高品質的產品與服務，請找溢晁億!!
Tel:04-7555999
Fax:04-7557599
Ijaui.service@gmail.com
歡迎洽詢及索取免費型錄
Expata Business Company ,Taiwan
As a professional seller of solid carbide tools, we provide carbide end mill and drills with kinds o f different angle and sharp.
We have best quality tools and delivery services. We would like to do business with you at this opportunity of extending our activities.
Please feel free to contact us for your requirements.
Tel:886-4-7555999
Fax:886-4-7557599
ijaui.service@gmail.com
http://www.ijaui.com.tw/
高速切削技術作為高效加工的重要手段之一，其技術含量很高，涉及到多方面的內容，包括數控加工編程的快速高效化、空間自由曲面多軸聯動加工、難加工材料的切削、數控工藝程序編制的規範化與標準化等方面，減少了以往電火花加工和人工修模的工作量，還可以保證模具製造的高度一致性，確保模具精度，減少試模次數，縮短製造週期，改變了以往“依賴鉗工”修正裝配的思維模式，朝著“只裝少配”或“只裝不配”的方向邁進，從而提高生產效率，實現高效加工。
對刀具的要求
研究發達國家平均刀具費用和生產成本等各種相關資料後可知，提高50%的刀具壽命，可降低1%的生產成本；而提高20%的加工效率，則可降低15%的生產成本。這充分說明利用現代切削技術，選擇高速、高效刀具，充分發揮機床的性能和效率，實現高速、高效切削，才是提高效率、降低生產成本的正確之路。
隨著機床技術的發展，機床主軸的最高轉速也在大幅提升，刀具剛性和動平衡性能的進步，給刀具的高速切削奠定了一個良好的基礎。為避免刀具不平衡量在高速狀態下產生的離心力對刀具切削過程帶來不利影響，造成刀具壽命、工件表面品質和外形精度下降，還應考慮主軸和刀柄的連接面，對介面部位和較長刀杆而言，特別重要的是徑向擺動精度、懸臂長度。為了達到圓柱刀柄在精加工時對徑向擺動精度的要求，應選用液壓夾頭、收縮夾頭和力壓縮夾頭的連接方式，其徑向擺動精度可以達到0.001~0.003mm.
選用高速切削刀具，除具備一般刀具應具備的良好的硬度和耐磨性、高的強度和韌性等性能外，還應該具備
①更高的可靠性，保證切削穩定，品質一致，換刀次數少，壽命長。②更高的安裝精度和重複定位精度，良好的互換性和快換性。③系列化、標準化和通用化，儘量採用機夾可轉位刀具和多功能複合刀具。④良好的斷屑、卷屑和排屑性能，確保切屑不纏繞在刀具和工件上，不破壞已加工表面，不妨礙切削液的澆注。
對工藝設計的要求
許多模具企業在資源管理和利用上存在一些不足，主要表現在模具設計製造工藝資訊資源分享不充分，數控工藝與普通工藝的結合性差，CAD/CAM軟體的應用水準不高，數控加工工藝和程式的規範化、標準化程度低，以及模具設計、數控工藝、數控編程並行模式實現程度小等方面。針對以上不足，可從以下幾個方面開展工作。
1.模具設計與工藝資訊資源的共用製造工藝的資訊化建設最重要的是充分利用模具設計圖形和文檔資源，如利用模具三維圖形可減少數控編程人員的三維造型時間，而三維造型幾乎耗費了數控編程40%~50%的時間。充分利用PDM及網路資源建立企業內部的工藝資訊管理系統，共用一切可能利用的製造資訊資源，可以大大提高編程人員的工作效率。
2.數控工藝與普通工藝的合理匹配針對模具的設計狀態、批量要求、生產週期、加工精度以及生產成本的不同特點應分別採取不同措施。
在工藝方案設計過程中，應對設計要求、加工方式、工裝夾具的設計製造、刀具的選擇、粗精加工方式的結合、工序的集中劃分、企業的設備現狀與生產能力等方面綜合考慮，實現數控加工與傳統加工的完美結合與匹配，發揮各種設備的特長與優勢。
3.工藝編制的規範化與參數匹配的合理性數控工藝編制的規範化在一定程度上體現了企業自身數控加工技術應用的水準，通過規範化來約束數控程式的多樣化，進而提高刀具的切削品質，如在工藝中注明定位基準、對刀基準、刀具參數、切削參數與走刀方式等，將成熟的數控工藝進行規範化和固定化，尤其在典型零件的加工工藝經驗基礎上，建立規範化的加工工藝範本與數控程式範本，可以大幅度提高工藝程序的品質和模具的加工效率。
另外，根據被切削材料，應選用合理刀具和步距，刀具和步距過大或過小都不利於模具的加工效率和製造成本。程式編制應結合材料及加工餘量來科學綜合考慮加工的切削參數，建立不同模具材料與各種常用刀具的切削工藝參數庫，以備參考與選用。
對加工設備的要求
高速加工設備自然是高效加工的必要工具，要實現高效加工並非只是購買幾台高速加工設備這麼簡單，而是要根據企業內部（甚至企業外部）已有設備的特點進行必要補充，做好製造工藝和生產能力的相互匹配。同樣，編制加工工藝，也不能把目光全部集中在高速加工設備上，合理匹配，充分利用才能挖掘高效加工的潛能。
（1）要適合企業模具開發與製造的工藝特點，避免因功能冗餘而造成浪費。對一般自由曲面複雜的模具製造，可以採用五軸聯動加工中心；對於大型自由曲面複雜的模具製造，可採用龍門式五軸加工中心。
（2）選擇性價比高的設備。由於在模具型腔和曲面的加工中，所用刀具直徑比較小，對主軸的要求很高，轉速一般要達到20000~40000r/min,甚至更高，進給速度達40~80m/min;為一次裝夾毛坯，完成粗加工和精加工，要求主軸功率一般為10~40kW;由於模具材料的強度和硬度都很高，故要求主軸精度高、剛性好；同時，機床床身還必須具有很高的動、靜剛度，以提高定位精度和抗振能力。
（3）軟體方面還要求CNC系統運算速度快，資料處理能力強，控制精度和回應速度高；CAM軟體高速加工必須具有全程自動防過切和刀具干涉檢查能力，從而提高複雜輪廓表面的加工精度。
（4）高速加工中心可以分以主軸高轉速為主的HSM（HighSpeedMachining）型高速加工中心，和以高移動速度和加速度為主的HVM（HighVelocityMachining）型高速加工中心，可以根據需要進行選擇。
對工裝夾具的要求
萬能組合夾具之所以越來越受到模具製造企業的青睞，原因是它大大減少了設備停工時間，可以在最短的時間內完成簡單的拼裝操作，還可以通過多種定位的選擇，使得夾具滿足模具加工的需求。同時，萬能組合夾具也能適應模具製造的批量特點，不僅柔性很強，而且靈活、快捷。主要表現在：組合元件通用性強，具有較高的硬度和耐磨性，可重複利用；具有較高的尺寸精度和幾何精度，而且具有很強的互換性；能適應模具設計與製造的不斷變化，可以拼裝出不同工位的夾具。
高效加工是個系統工程，並非提高切削速度僅此一項，它涉及到生產製造的每一個環節。只有將刀具、被加工材料、切削參數及設備進行合理地選擇和匹配，並通過不斷探索和總結，將各種條件進行最佳組合，才能發揮其綜合優勢，達到材料去除的高效目的。另外，利用資訊化手段，優化工藝路線，合理選用工裝夾具，壓縮工序間的輔助時間，加快模具製造節拍，從而實現高效加工。
資料來源：《金屬加工世界》2010年第4期-中國金屬加工網
溢晁億有限公司 Expata Business Company
專賣德國原料之鎢鋼銑刀、鎢鋼鑽頭
高精度、高硬度、耐用性佳!!
符合您加工各式工件的需求!
代理HKF、HOL、SUS、UGMIC精密螺旋絲攻等專業切削工具品牌，
並可代購國際大牌或提供OEM的服務。
選擇高品質的產品與服務，請找溢晁億!!
Tel:04-7555999
Fax:04-7557599
Ijaui.service@gmail.com
歡迎洽詢及索取免費型錄
Expata Business Company ,Taiwan
As a professional seller of solid carbide tools, we provide carbide end mill and drills with kinds o f different angle and sharp.
We have best quality tools and delivery services. We would like to do business with you at this opportunity of extending our activities.
Please feel free to contact us for your requirements.
Tel:886-4-7555999
Fax:886-4-7557599
ijaui.service@gmail.com
http://www.ijaui.com.tw/
留言
張貼留言
溢晁億有限公司Expata Tool Company
http://www.ecio.com.tw/