高速切削加工技术在模具加工中的应用探讨

　　摘要：现阶段,一些发达国家制造企业对于高速切削技术的应用已十分普遍。特别是在模具加工这一领域,高速切削技术在其中发挥着重要作用,已经逐步取代了普通加工技术。然而,我国模具加工技术的应用创新能力不足,导致模具加工效率较低,工艺较为繁杂,如果将高速切削技术应用到模具加工领域之中,可以有效解决这些问题。因此,本文主要研究高速切削技术应用于模具加工之中的优势,以此为高速切削技术的发展与应用提供一定的参考。

 

　　关键词：高速切削技术; 模具加工; 加工质量;

 

　　高速切削技术应用到加工的过程中需要综合的问题较多,主要的考虑因素包括表面粗糙程度、切削速度以及进刀方式等。高速切削加工只有在一定的条件下才可以有效实施。高速切削技术在模具加工中发挥着至关重要的作用,能够促使模具迅速成型,不断提升工作效率,优化了成本,减少了时间[1]。因此,高速切削技术的运用可以快速完成工作,促进模具加工企业的长远发展。

 

　　一、高速切削加工技术的概念及特点

 

　　(一)高速切削技术概述

 

　　高速切削理论最早开始于1930年,发展至今已经形成了现代化的制造技术,被广泛应用于零件切削加工领域之中。现阶段,该技术的含义具体是指对不同类型的加工材料进行综合分析之后,利用相适应的刀具材料,合适的切削速度,以及较为先进的数控设备等控制,通过速度与效率方式来实现对零件的加工,不再仅仅是对利用高速切削速度来完成零件的切削加工[2]。

 

　　(二)高速切削加工技术的特点

 

　　1.加工质量的提升

 

　　高速切削技术一是可以有效提高加工的效率,二是能有效降低走刀距离,以此来实现工件精度的提高。高速切削技术作用于模具制造,不会因为热量过高而导致变形问题的出现。另外,该技术可以有效避免表面损伤问题,在实施加工技术之后,表面属于压应力状态,可以有效提高工件的耐磨程度。

 

　　2.加工范围的拓展

 

　　热压纸技术的应用,能够对钛合金等一些具备较高加工难度的材料进行高效切割。另外,基于工件发热程度较小的优势,其能够对一些熔点较低的材料进行加工,模具加工后的表面不会产生质变问题,因此质量能够保证,精度也有所提高。

 

　　3.经济方面的提升

 

　　高速切削技术应用于模具加工之中,其经济优势也较为明显,能够有效减少加工时间,不断发挥模具制造工序的集约化优势。高速切削技术要求工艺装备更加精致,因此所投入的资本也较高。相较于普通机床的价格,高速加工性能的机床价格要高出三成或一倍。基于上述特点,一些模具制造企业会选择利用CAD/CAM技术来降低加工成本,减少周期。除此之外,高速切削技术应用在模具制造的同时,也能够对刚性较差的零件进行加工,因此充分实现了机床利用率与刀具耐用程度的不断提高,促进了高速加工技术的效率。
 

 

　　二、高速切削加工技术在模具加工中的具体应用

 

　　在制造企业的业务之中,模具加工是其生产的重点内容之一,也是实现规模发展的重要基础。在进行模具加工的过程中,零件质量及其表面的粗糙程度要求较高,需要运用高速切削技术的优势,将其应用到模具加工之中,促使制造时间有所降低,成本有所减少[3]。但需要注意的是,高速切削的定义并不是因为其主轴转动速度的优势,也不是拥有高速加工中心,以本质分析,高速切削技术是一种较为系统化的加工工艺。其优势是高速切削,目的是利用这一技术实现加工效率的提高,优化模具表面粗糙程度,降低成本,以此获得较高的生产效益。

 

　　(一)机床技术方面

 

　　高速切削技术应用于机床加工方面,会带来与普通切削加工技术不同的效果,高速切削技术在机床主轴、机床等方面都有着较为特殊的要求。在主轴方面,其技术应当保持强度与精度的高要求,因为在高速切削转动的过程中其速度较快,因此需要与高转速所产生的冲击保持一致;在机床方面,高速切削机床自身的强度与精度也应当与高速加工的要求相契合,简而言之,就是要刚度性能能够保持平稳,具有较强的敏锐性与响应能力。高速切削技术还有一些其他辅助特性,最为突出的是冷却系统角度,需要保障其在应用过程中产生的切削液冷却能够相互适应,而换刀系统同样需要保障其快速自动运行,找准定位。

 

　　(二)刀具材料方面

 

　　经过长期验证,在使用传统加工方式时,切削速度能对刀具产生一定影响,使刀具出现磨损现象,切削的速度与其磨损的程度有着较强的正相关关系。因此,对于高速切削技术的应用,加工企业应当更加重视刀具磨损问题。经相关的研究实验指出,切削的温度与力度可能会受到切削线速度的影响,当速度临近可控点甚至更高的时候,前者就可能出现下降的问题,同时,一旦速度提升,也会导致温度与力度的提升。加工企业应当认真思考的是,由于材料的差异,所形成的临界值也有着较为显着的不同。所以,针对不同的刀具材料来说,高速切削技术的使用范围也存在较大差距。

 

　　(三)软件方面

 

　　高速切削与普遍性数控加工,这两种工艺虽有着较大的不同,但也有一定的相似性,都需要自动编程软件来实现。

 

　　目前,高速切削技术在模具加工中应用较为广泛。因此,其在进行设计的编程过程中,需要利用CAD/CAM软件实现。而国产常用的软件是CAXA。CAM软件只有在具有较为快速的运转速度过程中,才能够实现与高速加工的结合,并且促使高速切削编程与普通数控加工量在加工数量层面进行有效的区别[4]。高速切削技术在其具体的实施与应用过程中,应当注意对质量的控制,过切或者碰刀等都可能产生较大的影响。因此,基于上述问题,CAM软件为了能够为切削加工控制好时间,就需要认真检查刀具,并且对此实施优化处理。在高速切削技术应用中,无论是实际的进给量、速度还是背吃刀量等都有着严格的选择要求,这点要由传统的数控编程。依据现阶段数控加工方式的普及与应用,高速切削技术的应用目标正向着人性化的方向发展,现已具备了较为完善的加工选项。这将更加方便、有利地完成整个操作。

 

　　(四)加工工艺方面

 

　　高速切削技术在加工工艺方面的应用主要有三种类型:粗加工、半精加工和精加工。

 

　　粗加工。其工艺主要应用于对加工余量的去除,所以对于尺寸的精度及表面粗糙程度的要求较为严格。但是,其在操作过程中需要实现材料高效去除的基本要求,因此这一加工方式的重要目标就是要实现大削量。在操作实施的过程中,该技术需要保障机床的稳定性,避免出现切削力方向或者是大小发生较大强度的改变,缓解切削程度较大的问题。在工艺层面,该技术需要保障零件在粗加工过程中保持良好的形状,不会发生较大的改变,可以选择在一些形状突变或者尖角的位置做好圆角过渡的设计,保证在精加工的时候利用多种精加工模式实现处理任务。其主要利用的方式有残余量加工或者是交线清角等模式。除此之外,对于下刀与刀间行距之间的过渡需要做好冲击的分析,最佳的方式就是用斜向下刀或者圆弧刀。同时,该技术应当考虑在进行加工的过程中对刀的行间距进行设置,保障其需要处于50%～70%的直径之间。高速切削技术在应用的过程中,最好选择分层切削的方式,以此保障切削的稳定性。为了避免出现硼刀的问题,背吃刀量需要小于刀具直径。

 

　　半精加工。半精加工的完美实现就是要为精加工做好基础准备。基于此,我们应当做好被加工好的零件的表面工作,从而确保材料在被加工之后的表面较为平滑,以此来减少多余材料的应用,保障精加工余量更加匀称。

 

　　精加工。精加工操作过程中需要充分按照图纸设计进行,无论是零件的加工还是处理都需要遵照图纸设定,唯有这样,才可以有效保障零件表面粗糙程度与尺寸精准度等能较好地满足设计的需求。与此同时,我们还需要综合分析精加工的道路轨迹与粗加工的平滑过渡,二者差距不能太小,应当充分分析精加工的基本特点,可以加强主转轴的速度,并且减少背吃刀量,通过这种方式来增加给进的速度[5]。以加工速度分析,其既可以应用由外向内的方式,也可以应用先处理阶梯面,后处理平面的方式,根据具体的情况进行选择与实施。

 

　　三、结束语

 

　　模具是现代化发展必备的重要内容,无论是哪种产品的开发,都需要模具来作为辅助,因此模具的生产更加重要。高速切削技术是现代模具生产的一项重要技术,被广泛应用于制造业之中。模具的制造代表着一个国家的工业水平发展情况。因此,我国应当充分利用高速切削技术在模具加工之中的优势,有效减少模具制造周期,提高生产效率。高速切削技术在模具加工中的应用不容忽视,我们需要与时俱进,紧跟时代发展的潮流,做好高速切削加工工作,为制造企业以及社会经济的发展带来更多便利,带来更多的经济利益。

 

　　参考文献

 

　　[1]张吉林.高速切削加工技术在模具加工中的应用探讨[J].化工管理,2018(6):160.

　　[2]孙成权,米永东.高速切削技术在模具制造中的应用[J].模具工业,2014,40(12):70-73.

　　[3]王晶晶,李新梅.高速切削加工技术及其重要应用领域浅析[J].机床与液压,2015,43(4):177-180,94.

　　[4]莫明强.高速切削技术在模具加工中的应用[J].硅谷,2011(19):167,171.

　　[5]徐粹钦.高速切削加工技术及其在模具制造中的运用[J].科技传播,2016,8(14):227-228.