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高速切削模具工艺技术发展现况探讨

高速加工模具技术中，工艺技术是配合机床和刀具使用的关键因素。以目前国内模具生产的情况来看，工艺技术已经在很大程度上制约了高速加工模具的应用。一方面是由于高速加工应用的时间比较短，还没有形成比较成熟的、系统化的工艺体系和标准；另一方面是高速切削工艺试验成本高，需要投入较大的资金和较长的时间。
　　高速切削模具工艺技术主要包括：

　　（1）针对不同材料的高速切削模具工艺试验

　　在参考国外高速铣削加工零件的工艺参数时发现，国外公司生产的刀具是依据进口材料标准来做试验，用其推荐的参数在高速加工国产材料模具时，效果差别比较明显。因此，使用国外刀具，除了需要参考厂家提供的参数外，实际的工艺试验也是必要的。

　　国内刀具厂家很少推荐高速铣削的技术参数，因此选用国产刀具更有必要做试验，以取得比较满意的工艺参数。最好选用固定生产厂家的刀具，通过试验，形成加工技术标准，并在此基础上优化出一套适合本企业的加工工艺参数，并纳入企业标准。

　　（2）高速切削的加工刀具路径及编程

　　高速切削模具工艺技术中刀具路径、进刀方式和进给量是主要内容。高速切削模具工艺技术中的许多刀具路径处理方法是为了减少刀具磨损、延长刀具使用寿命，因此刀具在高速切削进给中的轨迹比普通加工复杂得多。

　　高速加工模具工艺处理应该遵循以下原则：

　　①采用小直径刀具精加工时，切削速度随着材料硬度的增加而降低。

　　②保持相对平稳的进给量和进给速度，切削载荷连续，减少突变，缓进缓退。避免直接垂直向下进刀而导致崩刃：斜线轨迹进刀的铣削力逐渐加大，对刀具和主轴的冲击小，可明显减少崩刃；螺旋式轨迹进刀切入，更适合型腔模具的高速加工。

　　③小进给量、小刀纹切削。通常进给量小于铣刀直径10%，进给宽度小于铣刀直径40%。

　　④保留均匀精加工余量。

　　⑤保持切削。

　　根据上述规则，通常使用的进给路径方式有以下几种：

　　①尽量避免直拐角的铣削运动；拐角处用螺旋线进给切削，保持切削载荷的平稳。

　　②尽量避免工件外的进刀与退刀运动，直接从轮廓进入下一个深度。而是采用斜向逐渐进给切入或螺旋线切入。

　　③恒定每刃进给，以螺旋线或摆线路径进给加工平面，并且保持切削。孔加工时采用铣削高速进给完成，不仅可提高表面质量，而且可延长刀具寿命。

　　④轮廓加工时保持在水平面上（等高线），每层进刀深度相同。在进入下一个深度时，逐渐进给切入。

　　⑤加工槽等较小尺寸形状时，选用直径小于形状尺寸的刀具，以螺旋线或摆线路径进给，保持切削。

　　这些高速切削模具中使用的刀具路径处理策略需要编程实现，过于复杂的路径手工编程难度和工作量都很大，在一定程度上影响了高速切削模具技术的应用，因此最好能够通过自动编程软件实现。高速切削精加工对CAM的编程提出要求，自动编程软件需要适应生产适时推出。

　　Delcam公司几年前就开始了高速切削加工编程技术的研究，开发了高速切削自动编程软件模块PowerMILL；模具加工使用量最大的MasterCAM公司也开发了高速切削自动编程HSM软件模块。通过这些自动编程软件模块，前文所提到的高速切削路径处理方法均可实现。目前国内软件企业也在开发高速切削自动编程软件模块。