高速加工工艺策略
UG—CAM高速加工工艺探导
模具高速切削关键技术研究进展
高速切 削加工与传统的模具加工工艺的比较， 如表 Ｉ 所示 。
表 １高速切削加工与 Ｅ Ｍ加工模具的工艺 比较 Ｄ
高速切￣Ｊ ］ （ Ｓ Ｉ Ｉ ＩＨ Ｍ） ］］ ］
适用材料 几何形状 （ ）
２高速切削技术
高速切削加工技 术中的“ 高速” 是一个相对概念 ， 对于不 同 的加工方法和工件材料与刀具材料 ， 高速切削加工时应用 的切削
及其在模具加工行业中的应用。与传统的模具加工工艺（ 普通放电加工 Ｅ Ｍ） Ｄ 相比较 ， 详细分析 了高速 切 削技 术应 用于模 具加 工制造业 中的优 势 ， 重点从 高速切 削机床 、 工 刀具 、 Ｙ＿ 艺技 术及 策略等 并 加 ７ －Ｙ ￣－ － －－
方面 ， 高速切 削技 术应 用于模具 制造 中的 关键技 术进行 了分析探讨 。最后 综述 了模具 高速加 工 中存 对
３２ 高速切 削在模具 工业 中的应用 ＿
高速切 削加工技术引进到模具． 业 ，主要应用于以下几个 ［
方面 ：
４高速切削加工模具 的关键技术
高速切削加工技术是在高速切削机床 、 搞性能 Ｃ Ｃ控制系 Ｎ （） １淬硬模具型腔的直接加工 利用高速切 削可加工硬材料 统 、 高性能刀柄 、 性能刀具材料及刀具设计制造技术 、 商 高效高精 的特点直接加＿淬硬后 的模具型腔 ， Ｔ 特别是浅腔 、 大曲率 的模具 度测试技术 、 高速切削加＿ Ｔ理论 、 高速切削加１ 工艺等诸多相关 二
３高速切削技术在模具制造 中的应用
进 行 切削 加 工 ， 进 行热 处 理 、 削或 电火 花 加 工 ， 手 工 打 ３１高速切 ￣ ｍ －模 具与其他 加工方式 的工艺 比较 然后 磨 最后 ． Ｕ ｒ 磨、 抛光 ， 加工周期很长 。 机加工和抛光所花费时间 占整个模具加 模具制造具有生产批量小 、 工件 型面复杂 、 材料硬度高 、 加
高速加工技术
高速加工技术一．起源1931年，德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
通过长期的研究，从上世纪90年代中期起，高速加工进入实用化阶段。
用户可以享受高速加工的高效率，高精度和成本优势。
德国OPS-INGERSOLL公司是目前世界上最好的高速加工中心制造商之一。
二．高速加工的定义高速加工是指转速在30,000RPM以上，实际加工切削进给保持8-12m/min的恒定进给。
我们从定义中看出，高速加工的一个关键要素是高速恒定进给。
由于高速加工时，转速上万转，特别在加工高硬度材料时，瞬间产生大量热量，所以必须保持高速进给，使产生的85%以上的热量被铁屑带走。
但在模具加工过程中，硬度通常在HRC50以上，且为复杂的曲面或拐角，所以高速机床必须做到在加工曲面或拐角时仍能高速进给。
另外实际加工中，刀具都有一个最佳切削参数，如能保持恒定进给，对刀具寿命，切削精度和加工表面质量都有提高。
由此看出，高速加工不仅是高速主轴，而且也是机床伺服系统的综合。
事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能C NC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
提高数控加工速度和精度的几种方法 (1)
提高数控加工速度和精度的几种方法摘要：介绍了高速加工的数控编程策略,论述了高速高精度加工的几种方法,如待加工轨迹监控法,专家系统法,曲线插补法及试切法等,其中待加工轨迹监控法和专家系统法能够动态调节机床的进给速度,曲线插补能够提高机床的平均进给速度,试切法则可以为任意半径的圆弧段设定一个最高允许进给速度。
关键词：高速加工待加工轨迹监控专家系统数控编程.论文主体：一、引言高速加工与传统的数控加工方法没有本质的区别,都有进给量,加工速度和切削深度等工艺参数,也要切削刀具和数控程序,但是,在这两种加工方法中,上述工艺参数的大小是不同的.高速加工中使用高的进给速度和小的切削参数(切削深度和单刃进给量),而传统的数控加工中使用低的进给速度和大的切削参数。
因此,他们使用的机床主轴,切削刀具,计算机数控系统,伺服进给系统和数控编程方法都有显著的区别。
如何在保证加工精度的同时,尽量提高机床的进给速度,这是研究者门十分关心的问题。
本文在简要介绍高速加工的数控编程策略之后,着重论述实现高速高精度加工的几种方法。
二、高速加工的数控编程策略高速加工的数控编程是一项非常复杂的技术,程编员在编制N C代码时必须考虑加工工艺过程.高速加工中的进给速度和加工速度很快,程编员必须能够预见到切削刀具是怎样切入工件的。
加工时除了使用小的进给量和浅的切削深度外,编制N C代码时尽量避免加工方向的突然改变也非常重要。
因为突然变化进给方向不仅会使切削速度降低,还可能产生"爬行",致使加工表面质量降低,甚至还会产生过切或残留,或使刀具乃至主轴损坏,特别是在三维轮廓加工中,将复杂型面或拐角部分单独加工会比用"之"字形加工法,直线加工法,直线法或其他一些通用加工方法一次加工出所有型面更有利一些.高速加工时,刀具要缓慢切入工件,尽量避免刀具切出后又重新切入工件,因此,从一个切削层缓慢地进入另一个切削层比切出后再突然进入要好;其次,尽量保持一个稳定的切削参数,包括保持切削深度,进给量和切削速度的一致性,当遇到某处切削深度可能增加时,应降低进给速度,因为负载的变化会引起刀具的偏斜,从而降低加工精度,表面质量和缩短刀具寿命.故在很多情况下,有必要对工件轮廓的某些复杂部分进行预处理,以使高速运行的精加工小直径刀具不会因为前道工序使用的较大直径刀具留下的"加工残余"而导致切削负载的突然加大。
高速切削加工技术
高速加工的切削速度范围 高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异 高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同 车削： 700-7000 m/min 铣削： 300-6000 m/min 钻削： 200-1100 m/min 磨削： 50-300 m/s
塑料 铝合金 铜 铸铁 钢 钛合金 镍合金 10 100 1000 切削速度V（m/min） 10000
广东工业大学研究了高速主轴系统和快速进给系统
东北大学研究了高速磨削技术
成都工具研究所研究了高速切削刀具的发展和产业化等 尽管我国高速切削加工技术的研究还有待于全面深入，但 通过我国科技工作者的艰苦努力，高速切削加工和高速切 削机床的基础理论研究取得了令人鼓舞的成就，对促进我 国高速切削加工技术的发展起到了重大作用。
高速与超高速切削速度范围
自从 Salomon 提出高速切削的概念以来，高速切削技
术的发展经历了高速切削理论的探索、应用探索、初 步应用和较成熟应用等四个阶段。
现已在生产中得到了一定的推广应用。特别是20世纪
80年代以来，各工业发达国家投入了大量的人力和物 力，研究开发了高速切削设备及相关技术，20世纪90 年代以来发展更迅速。美、德、法等国处于领先地位 ，英、日、瑞士等国亦追踪而上
削加工淬硬后的模具可减少甚至取代放电加工和磨削加工
，满足加工质量的要求，加快产品开发周期，大大降低制 造成本。
高速加工的应用
航空00-180cm3/min 。镍合金、钛合金加工，切削速度达
200-1000 m/min
汽车工业：采用高速数控机床和高速加工中心组成高速柔性生产 线，实现多品种、中小批量的高效生产。 模具制造：高速铣削代替传统的电火花成形加工，效率提高3-5倍 仪器仪表：精密光学零件加工。
高速切削(HSM)技术
高速切削(HSM)技术
一、高速切削的原始定义 1931年，德国切削物理学家萨洛蒙博士提出了一个假设，即同年申请 了德国专利（Machine with high cutting speeds）的所罗门原理：被加 工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温 度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的 5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削 速度增大而减小。 切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每 一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。实践证 明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位 切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻 快，两者的机理也不同。
4、高速切削的CAM系统软件 高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求，除了要有高速切削机床和高速切 削刀具，具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。一个优秀的高速加工 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、绕避功能，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，加工残余分析功能等等。数控编程 可分为几何设计（CAD）和工艺安排（CAM），在使用CAM系统进行高速加 工数控编程时，除刀具和加工参数根据具体情况选择外，加工方法的选择和采 用的编程策略就成为了关键。一名出色的使用CAD/CAM工作站的编程工程师 应该同时也是一名合格的设计与工艺师，他应对零件的几何结构有一个正确的 理解，具备对于理想工序安排以及合理刀具轨迹设计的知识和概念。首先要注 意加工方法的安全性和有效性；其次要尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳，这 会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命；最后要尽量使刀具载荷均匀， 这会直接影响刀具的寿命。 另外，在国内外众多的CAD/CAM软件中并不是都适用于高速切削数控编 程。这其中比较成熟适用于高速加工编程的有：英国DelCAM公司的PowerMill 软件模块，日本Makino公司的FFCUT软件（其FF加工模块已集成到美国UGS公 司的CAM软件中），以色列的Cimatron软件，美国PTC公司的Pro/ENGINEER 软件，国内北航海尔华正软件有限公司的CAXA-ME软件等。
关于高速切削工艺的分析
１高速切削的优点
目前 ， 合 高 速 切 削 的 工 件 材 料 有 铝 适 合金、 合金、 合金、 锈钢 、 硬钢 、 钛 铜 不 淬 石 墨 和 石 英 玻 璃 等 。 空 制 造 业 、 具 制 造 航 模 业 、 车 制 造 业 等 行 业 均 已积 极 采 用 高 速 汽 切 削加 工 技 术 。 速 切 削 技 术 逐 渐 应 用 于 高 加 工铸 铁 和 硬 铝 合 金 ， 其 是加 工 大 型覆 尤
盖件冲压模 、 模、 铸模和注射模 ， 锻 压 目的 是 在 减 少加 工时 问和 研 制 时 间 的 同时 提 高 尺 寸 公差 和 表 面 一 致性 。 在 ， 统切 削工 现 传 艺 能 够加 工的 工 件 材 料 高 速 切 削 几乎 都 能 ２ ２ 切 削路径 的选择 与优 化 ． 加 工 ， 传 统 切 削 工 艺 很 难 加 工 的 工 件 材 而 在 高 速 切 削 加 工 中 ， 了 刀 具 材 料 和 除 料 在 高 速 切 削条 件 下 将 变 得 易 于 切 削 。 高 刀具 几 何 参 数 的 选 择 外 ， 要 对 不 同 的 零 还 速切 削时 对 不 同 工 件材 料 要 选 用 与 其 合 理 件 特 征 采 用 不 同 切 削路 径 才 能 得 到 更 好 的 匹 配的 刀 具 材 料和 适 应 的加 工 方 式 等 切 削 切 削效 果 。 削 路 径 的 优 化 的 目 的是 提 高 切 条件 ， 才能 获 得 最 佳 的 切 削效 果 。 目前 国 际 刀具 耐 用 度 ， 高 切 削 效 率 ， 得 最 小 的加 提 获 上 高 速 切 削 加 工 技 术 主 要 应 用 干 汽 车 工 工 变 形 ， 高 机 床 走 刀利 用 率 。 分 发挥 高 提 充 业 、 具 行 业 、 空航 天 行 业 ， 其 是 在 加 速 加 工 的 优 势 。 模 航 尤 工 复 杂 曲 面 的 领 域 ， 件 本 身 或 刀 具 系 统 ２ ３高速 切 削的 工序 工 ． 刚 性 要 求 较 高 的 加 工 领 域 ， 示 了 强 大 的 显 高 速 切 削 的 工 序 一 般 应 遵 循 以 下 原 功能 。 则 ： 量减少刀具数 量 ； 把 刀具装夹后 ， 尽 一 高 速 切 削 不 仅提 高 了 对机 床 、 具 、 夹 刀 应 完 成 其 所 能 进 行 的 所 有 加 工 部 位 ； 精 粗 具 和 刀柄 的 要 求 ， 时 也 要 求 改 进 刀具 路 加 工 的 刀 具 应 分 开 使 用 ， 使 是 相 同 尺 寸 同 即 径 策略 ， 为若 路 径 不 合 理 ， 切 削过 程 中 规 格 的 刀 具 ； 铣 后 钻 ； 进 行 曲 面 精 加 因 在 先 先 就会 引起 切 削 负荷 的 突 变 ， 从而 给 零 件 、 机 工 ， 后进 行 二 维 轮 廓 精 加 工 ； 可 能 的 情 况 在 床 和 刀具 带来 冲击 ， 坏加 工 质量 ， 伤 刀 下 ， 尽 可 能 利 用 数 控 机 床 的 自动 换 刀 功 破 损 应 具 。 高速 切 削 中 由于 切 削 速 度 和 进 给 速 能 ， 提 高 生 产 效 率 等 。 在 以 度 都 很 快 ， 种 损 害 比 在 普 通 切 削 中要 严 这 ２． ． ３ １粗 加 工 重的多。 因此 ， 必须 研 究 适 合 高 速 切 削 的路 粗 加 工 的 主 要 目标 是 追 求 单 位 时 间 内 径 ， 切 削 过 程 中切 削 负 荷 的 突 变 降 至 最 的 材 料 去 除 率 ， 为 半 精 加 工 准 备 工 件 的 将 并 低。 可以 说 ， 高速 切 削 机 床 只 有 有 了合 理 的 几 何 轮 廓 。 速 加 工 中 的 粗 加 工 所 应 采 取 高 高 速 刀具 轨 迹 才 能 真 正 获 得 最 大 效 益 。 的 工 艺 方 案 是 高切 削 速 度 、 进 给 率 和 小 高 切 削 用 量 的 组 合 。 铣 刀具 路 径 ， 于 深 度 插 对 ２高速切削的工艺 ． 很 深 的 腔 体 的 粗加 工 可采 用 插 铣 的 方 法 来 ２ Ｉ切削 参数 的选择 ． 进行 ， 因为 腔 体 很 深 时 ， 要 很 长 的 刀 具 ， 需 高 速铣 削加 工用 量 的 确 定 主要 考 虑加 这 时 刀具 的 刚 性 很 差 ， 常 规 的 切 削路 线 按 工效 率 、 工 表 面 质 量 、 加 刀具 磨 损 以 及加 工 切 削 刀具 易变 形 ， 且 也 易产 生 振 动 ， 响 而 影 成 本 。 同 刀具 加 工 不 同工 件 材 料 时 ， 工 加 工 质 量 和 效 率 ， 用 插 铣 的 轨 迹 正 好 可 不 加 采 用量会有 很大差异 ， 目前 尚无 完 整 的 加 工 解 决 这 一 问题 。 数 据 。 常 ， 着 切 削速 度 的 提 高 ， 工 效 通 随 加 加 工 模 具 型 芯 时 ， 尽 量 先 从 工 件 外 应 率提高， 刀具 磨 损加 剧 ， 较 高 的每 齿进 给 部 下 刀然 后 水 平 切 入 工件 。 除 刀具 切 入 、 出 切
机械制造过程高速切削工艺
③ 柔性加减速和断刀的几率。选取合适的加减速方式，减少启 动冲击，保持机床的精度，减少刀具颤振 。
日本与20世纪60年代就着手高速切削机理的研 究，日本厂商现已成为世界上高速机床的主要 提供者。我国早在20世纪50年代就开始研究高
速切削，但由于各种条件限制，进展缓慢。
三.高速切削加工基础
高速切削加工切屑形成
根据工件材料和切削条件的不同，切削时通常形成 四种类型的切屑：连续切屑、节状切屑、单元切屑、 崩碎切屑。高速切削时，特别是自动化加工中，切 屑的类型非常重要，长的连绵不断的连续切屑，缠 绕工件或刀具，损坏工件和刀具表面，伤害操作者， 无法正常切削，甚至损坏机床。周期性的节状或单 元切屑，会造成高速切削力的高频变化，从而影响 加工精度与表面粗糙度和刀具寿命。
3.高速铣床
4.高速车铣床
车铣床是集车、铣功能于一体的机床，或者 说是在车床上加上高速铣头而形成的具有车、 铣功能的机床，使机床具有更大的加工范围。 这种机床可以车削为主，也可以以铣削为主。
5.高速虚拟轴机床
虚拟轴机床与传统机床相比，还有很多 优异的性能。虚拟轴机床实际上是一个空间 并联杆机构，用了基于Stewart平台原理的 并联闭锁多自由度驱动机构，其六根杆即六 个并联连杆。它的运动误差不会像串联机床 那样相互叠加，因此在理论上讲，虚拟轴机 床的精度应高于传统机床。
3、刀具和工件受热影响小。切削产生的热量 大部分被高速流出的切屑所带走，故工件和刀具 热变形小，有效地提高了加工精度。
HSM(高速加工软件)
BPS : 对于预设进给速率和行程长度，规定的每秒块数处理能力
部 门 名 称
例如: 如果行程长度为0.002，进给速率 为80英寸/分
部 门 名 称
BPS处理能力 = 80 /（60 x 0.002）
即 667 BPS<1000BPS
部 门 名 称
• 针对2D轮廓加工的高效策略
G187 设定光滑等级 G187是精确指令,可以在切削工件时设置最大圆角和控制光滑等级. 格式: G187 Pn Ennnn P E 控制光滑等级, P1=粗糙 P2=中等 P3=精加工 设置最大圆角 最大圆角值 精加工等级
浙 江 HFO
开放日
部 门 名 称
高速加工软件
部 门 名 称
• 什么是高速加工HSM？ • 高速加工是指将10,000 RPM或者更高的主轴转速、极高 的进给速率以及精确贴合复杂3维轮廓的能力相结合。
• 对于包含锐角的2D轮廓，HSM的作用很小，因为控制设 备必须随时减速。
部 门 名 称
• 要牢记的重要公式： 最大进给速率 = 行程长度x 60,000 规定BPS处理能力 = 进给速率/（60 x 7 P3 E0.01
谢谢！
部 门 名 称
超高速加工
2、超高速切削刀具结构
超高速切削刀具的结构主要从加工精度、安全性、 高效方面考虑，如超高速刀具的几何结构和刀具的装 夹结构。 为了使刀具具有足够的使用寿命和低的切削力，刀 具的几何角度必须选择最佳数值。如超高速切削铝合 金时，刀具最佳前角数值为 12°～ 15°，后角数值为 13°～ 15°；超高速切削钢材时，对应的是 0°～ 5° 和 12°～ 16°，铸铁对应的是 0°和 12°，铜合金是 8°和16°；超高速切削纤维强化复合材料时，最佳前 角数值为20°，后角为15°～20°。
1、超高速切削的刀具材料
(3) 陶瓷刀具材料。陶瓷刀具材料主要有氧化铝基 和氮化硅基两大类，是通过在氧化铝和氮化硅基体 中分别加入碳化物、氨化物、硼化物、氧化物等得
到的，此外还有多相陶瓷材料。目前国外开发的氧
化铝基陶瓷刀具约有20余个品种，约占陶瓷刀具总 量的2/3；氮化硅基陶瓷刀具约有10余个品种，约占 陶瓷刀具总量的1/3。陶瓷刀具可在200～1000 m/min的切削速度范围内高速切削软钢(如A3钢)、淬
先进机械制造技术—— 超高速加工技术
陈春
目录
一、超高速加工含义 二、超高速加工中的刀具技术 三、超高速切削机床 四、加工策略改变
一、超高速加工的含义
1、超高速加工的定义
超高速加工技术：采用超硬材料刀具磨具和能 可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高 柔性的制造设备，以极大地提高切削速度来达 到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现 代制造加工技术。
硬钢、铸铁等。
1、超高速切削的刀具材料
(4) PCD刀具材料。PCD是在高温高压条件下通过 金属结合剂将金刚石微粉聚合而成的多晶材料。虽然 它的硬度低于单晶金刚石，但有较高的抗弯强度和韧 性。PCD材料还具有高导热性和低摩擦系数。另外，
模具高速加工技术与策略
模具高速加工技术与策略随着制造业的快速发展和科技进步，模具高速加工技术的应用越来越广泛，成为制造业发展的重要支撑。
模具高速加工技术可以大大提高模具加工效率，缩短加工周期，减少加工成本，提高模具加工精度和质量。
本文将分析模具高速加工技术的发展现状和策略。
一、模具高速加工技术的发展现状随着CNC 技术的发展和数控机床的不断更新换代，模具高速加工技术已经成为模具制造领域中的一种主流技术。
在模具高速加工技术中，高速切削技术是一项非常重要的技术，它能够实现高效率、高精度、低成本的加工，从而提高模具的制造效率和品质。
目前，国内外的模具高速加工技术主要有激光加工、电火花加工、数控加工和高速铣削加工等。
其中，高速铣削加工由于其高效、高精、高质和低成本等显著优点，已成为模具加工中的重要技术之一。
许多国内外知名模具厂商也开始采用高速铣削加工技术进行模具加工。
二、模具高速加工技术的策略1、提高加工精度和质量高速铣削加工技术可以实现高效的切削深度和高速切削，从而有助于提高加工精度和质量。
此外，高速铣削加工技术还可以减少加工表面的残留应力，从而保证模具制品的稳定性和寿命。
2、提高生产效率和降低成本在高速铣削加工技术中，合理的刀具设计可以提高加工效率和降低成本。
此外，高速铣削加工技术还可以大大缩短加工周期和加工工艺，从而提高生产效率和降低成本。
3、采用先进的数控系统和刀具高速铣削加工技术的应用需要采用先进的数控系统和刀具，从而确保加工精度和质量。
此外，通过合理的刀具设计和选择，可以大大提高加工效率和降低成本。
4、加强人才培养和技术创新高速铣削加工技术需要专业的技术人才进行操作和调试。
因此，加强人才培养和技术创新是高速铣削加工技术应用的必要条件。
此外，也需要不断推陈出新，改进技术，以适应市场的需求。
三、结语随着制造业的发展和技术的不断更新换代，模具高速加工技术的应用越来越广泛，将成为未来制造业的重要发展方向。
我们应该通过加强人才培养、技术创新等方面来推动模具高速加工技术的发展，为推动制造业的发展做出贡献。
高速加工工艺
高速加工工艺高速加工是一种高效的切削方法，它以高切削速度进行小切削量加工，其金属去除率比普通数控加工要高，并且延长了刀具寿命、减少了非加工时间，它适应了现代生产快速反应的应用特点。
高速加工采用全新的加工工艺，在刀具、切削用量、走刀路径及程序编制等方面，都不同于传统的数控加工。
1．高速加工刀具选择高速加工对刀具材料要求更高。
在实际加工中一般按照下列原则选用合适的刀具材料：粗加工时优先考虑刀具材料的韧性；精加工时优先考虑刀具材料的硬度。
高速加工的刀具材料有立方氮化硼（CBN）、金刚石（PCD）、陶瓷等。
使用CBN刀具铣削端面时，其切削速度可高达5000m/min，主要用于灰口铸铁的切削加工。
聚晶金刚石刀具特别适用于切削含有SiO2的铝合金材料，目前，用聚晶金刚石刀具铣削铝合金端面时，5000m/min的切削速度已达到实用化水平。
此外，陶瓷刀具也适用于灰口铸铁的高速切削加工。
CBN和PCD刀具尽管具有很好的高速切削性能，但成本相对较高，釆用涂层技术的刀具价格低廉，又具有优异性能，可以有效降低加工成本，所以高速加工采用的立铣刀，大都釆用氮化铝钛（TiAlN）系的复合多层涂镀技术进行处理。
不同工件材料的高速加工需要选择与其匹配的刀具材料和加工方式，才能获得最佳的切削效果。
铝合金高速加工时，可以选用金刚石刀具。
如果刀具复杂，可采用整体超细晶粒硬质合金、粉末高速钢、高性能高速钢及其涂层刀具进行高速加工。
加工钢和铸铁及其合金时，采用Al2O3基陶瓷刀具较合适；立方氮化硼适于HRC45-65以上的高速硬切削；氮化硅基和立方氮化硼更适于铸铁及其合金的高速切削，但不宜于切削以铁素体为主的钢铁；WC基超细硬质合金及其TiCN、TiAlN、TiN涂层刀具和TiC/TiN基硬质合金刀具也可加工钢和铸铁。
加工钛合金时，一般可用WC基超细晶粒硬质合金和金刚石刀具。
2．高速加工切削用量选择高速加工的切削速度通常为常规切削速度的5~10倍左右。
先进制造技术高速加工
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先进制造技术高速加工
问题的提出
• 从提高生产率的角度看，机床和生产过程自动化的实 质，归根到底，是以加快空程动作的速度和提高零件生 产过程的连续性，从而缩短辅助工时为目的的一种技术 手段。
• 但是辅助动作速度的提高是有一定限度的。例如目前 加工中心自动换刀时间已缩短到1S，快速空程速度已提 高到 30～50 m/min。再提高空程速度不但技术上有困难 ，经济上不合算，且对提高机床的生产率意义也不大， 矛盾的主要方面已经转向切削工时。只有大幅度地降低 切削工时（即提高切削速度和进给速度等），才有可能 在提高机床生产率方面出现又一次新的飞跃。这就是近 20年来超高速切削技术得以迅速发展的历史背景。
• 研究指出：随着切削速度的提高，切削力下降，加工表 面质量提高。刀具磨损主要取决于刀具材料的导热性，并 确定铝合金的最佳切削速度范围是1560～4 500 m/min。
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先进制造技术高速加工
• 德国
• 在德国，超高速切削得到了国家研究技术部的鼎力支持。 1984年该部拨款 1160万马克，组织了以Darmstadt工业大学 的生产工程与机床研究所（PTW）为首的、有41家公司参加 的两项联合研究计划，全面而系统地研究了超高速切削机床 、刀具、控制系统等相关的工艺技术，分别对各种工件材料 （钢、铸铁、特殊合金、铝合金、铝镁铸造合金、铜合金和 纤维增强塑料等）的超高速切削性能进行了深入的研究与试 验，取得了国际公认的高水平研究成果，并在德国工厂广泛 应用，获得了良好的经济效益。
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先进制造技术高速加工
•超高速切削技术
•切削速度为常规高10倍左右 •进给速度提高20倍
•切削机理 •发生了根本
浅析模具高速加工工艺及编程技术
１２ 半 精加 工 ．
１ 模具高速 加工工艺
１１ 粗 加 工 ．
模具半精加工 的主要 目地是就是使工件获得好 的轮廓形状 ， 于工具钢模具 ， 对 均匀的表面精加工余 量尤其的重要 。精加工时刀具切削层 面积 的变化及 刀具载荷的变化都与加工余量相关 ，最终将影响切 削过程 中的稳定性及工件表面质量。因此对于半精 加工策略的优化 ，能够保 证加工后工件表面产生均 匀的剩余加工余量。 现有 的 Ｃ ＤＣ Ｍ软件一般都具 Ａ ／Ａ 有对剩余加工余量进行分析的功能 ，并能及时根据 剩余加工余量的具体情况采取合理的加工策略 。
一
２ 模具高速 加工 中的 Ｎ Ｃ编 程策略
图 １ 粗加工时工件 轮廓 形状 对刀 具载荷 产生的 影响
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ５ ２ １ － １ １
高速加工的成功实现不仅取决 于高速 主轴 、 Ｎ ＣＣ
作者简介： 谭文平（９２ ， 工程师 ， １７一）男， 主要从事汽车覆盖件、 电脑机壳、 消费性电子类产品及模具相关技术方面的研究与管理。
２ ７ ３
Ｅ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔｉｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ４， ０ ２
系统 、 专用刀具 ， 以及特殊的加工工艺和加工控制方 刀具轨迹编辑优化及裁剪修复 、 刀具轨迹验证等 ， 能
法等旧 －， 素３ 更有其他诸多 因素的影响。因此对工艺 够保证高速加工的顺利实现 ， ７ １ 获得 良好的工件质量 。
过程进行优化时 ， 为消除刀具的非正常磨损 ， 对金属 模具高速加工优化 Ｎ Ｃ编程策略有 以下几点 ： ３ 结 论
２１ 合 理选 择切 削 用量 ．
精加工时 ， 要想获得较好 的表面加工质量 ， 要求
高速切削(HSC)技术
一、高速切削的原始定义1931年，德国切削物理学家萨洛蒙（Carl.J.Salomon）博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利（Machine with high cutting speeds）的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
二、现代高速切削技术的概念所罗门原理出发点是用传统刀具进行高速度切削，从而提高生产率。
到目前为止，其原理仍未被现代科学研究所证实。
但这一原理的成功应该不只局限于此。
高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一致，因为它是一个相对概念，不同的加工方式，不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加工参数。
这里包含了高速软切削、高速硬切削、高速湿切削和高速干切削等等。
事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能CNC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
只有在这些技术充分发展的基础上，建立起来的高速切削技术才具有真正的意义。
所以要发挥出高速切削的优越性能，必须是CAD/CAM系统、CNC控制系统、数据通讯、机床、刀具和工艺等技术的完美组合。
高速加工技术
高速加工技术一．起源1931年，德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
通过长期的研究，从上世纪90年代中期起，高速加工进入实用化阶段。
用户可以享受高速加工的高效率，高精度和成本优势。
德国OPS-INGERSOLL公司是目前世界上最好的高速加工中心制造商之一。
二．高速加工的定义高速加工是指转速在30,000RPM以上，实际加工切削进给保持8-12m/min的恒定进给。
我们从定义中看出，高速加工的一个关键要素是高速恒定进给。
由于高速加工时，转速上万转，特别在加工高硬度材料时，瞬间产生大量热量，所以必须保持高速进给，使产生的85%以上的热量被铁屑带走。
但在模具加工过程中，硬度通常在HRC50以上，且为复杂的曲面或拐角，所以高速机床必须做到在加工曲面或拐角时仍能高速进给。
另外实际加工中，刀具都有一个最佳切削参数，如能保持恒定进给，对刀具寿命，切削精度和加工表面质量都有提高。
由此看出，高速加工不仅是高速主轴，而且也是机床伺服系统的综合。
事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能C NC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
高速切削加工工艺的现状与优化趋势
精密、微细 、绿色等方 向发展 。现在 ，高速切削加 确定各表面的加工方法 ，根据零件的实际情况保证 工技术相对趋于成熟 ，并开始在各制造领域显示作 加工精度与表面质量 ，再根据最优化原则 ，确定最 用。例如 ：它已经在航空航天 、汽车、模具等工业 短 的走刀路线和最少 的换刀次数 ，以减少加工辅助
热冲击性等优化性能要求 。高速切削要求刀具结构 吃刀量等参数 的选择 。而进给量是精加工时决定生 和刀具夹紧机构具有更严格的要求 ，以确保生产安 产 率 的主要 因素 ，增 大进 给 量将 会 增 大加 工 表 面 的 全的可靠性 。可综合以下几个要点进行考虑 ： 粗 糙度数 值 ，所 以要 慎重 选择 与协调 。 首先选择刀具材料 ：在高速切削加工系统 中优 主要 考 虑 刀具 的影 响 ，考虑 工 件 材料 的 加工 性 先选 用 硬质 合金 ，甚 至超 细粒 度 硬质 合 金 或具 有 涂 能 。在确 定切 削用 量 参数 时 ，首 先 应 采用 尽 可 能大 层技 术等 材料 的高性 能刀具 ，以提 高使 用 的可靠性 。 的背吃刀量 ，其次选用较大 的进给量 ，最后确定合 其 次 选择 刀 具结 构 ：根 据 零 件 的结 构 和尺 寸选 理 的切 削速度 。 择合适的刀具与其相适应 ，优先选用机夹式可转位 总之 ，无论在何种加工场合 ，都应在保证加工 结构 ，甚 至复合 结构 或专用 结构 刀具 ，以减 少换 刀 、 质 量 的前 提下 ，认 真 选 择切 削参 数 ，并兼 顾 切 削效 对 刀和刃磨 的时间 。 率 、经济性和加工成本。而具体数值的确定 ，可根 最后选择刀柄结构 ：保证刀具能够迅速 、准确 据 实 际情 况及 机 床说 明 书 、切 削用 量 手册 ，并结 合 地安装到机床主轴或刀库 中去 ，优先选用标准化或 加工经验而确定 。综合协调这些参数之间的关系可 系 列化 刀柄 ，并 且尽 可能 选用 短 刀柄 ，以提 高刀 具 实 现切 削用 量参数 的优 化选择 。 的 刚性 。 ２２ 切 削路径 优化 ． 般 情 况下 ，选 用 高 耐用 度 、高精 度 和专 用 化 切削路径的选择与优化在高速切削加工 中，除 的刀具 ，会增加刀具使用成本 ，但是 ，它却提高 了 了刀具 材 料 和刀 具几 何参 数 的选 择 外 ，还 要 采取 不 零件 的加工 效率 和加 工 质 量 ，可 以使 整 个 加 工成 本 同的切 削路径 才能 得到 较好 的切削效 果 。 大大降低。因此 ，在加工系统 中选择合理的切削刀 切削路径优化 的目的是提高刀具耐用度 ，提高 具 ，利用刀具 自身优势来完成高速切削加工。 切削效率 ，获得最小的加工变形 ，提高机床走刀利 ２４ 冷却 方式优 化 ． 用 率 ，充 分发 挥 高速 加工 的优 势 。 传 统 切 削加 工 的冷 却方 式 一 般采 用 冷却 液 ，这 （ 走刀方 向的优化在走刀方 向的选择上 ，以曲 １ ） 对加 工环境 带来危 害 ，不符 合绿 色加工 的概 念范 畴 。 面平坦 性 为评 价 准则 ，确定 不 同 的走刀 方 向选 取方 而 高速 切 削 加 工 可采 用 干 式 （ 干 式 ） 削 技 术 ，不 准 切 案 ；对于 曲率变化大的曲面 以最大 曲率半径方向为 采用 切 削液 或采 用微 量 的切削 液 ，这可 以提 高切 屑 最 优进 给 方 向 ，对 曲率 变化 小 的面 ， 以单 条 刀 轨平 的回收利用率 ，降低切削成本 、降低切削过程对环 均 长度最 长 为原则选 择走 刀方 向。 境的危害 、提高切屑的回收利用率等。 （） 位轨 迹 生成按 照 刀位路 径 尽可 能简 化 ，尽 ２刀 ２５ 研究 与展 望 ． 量走直线 ，路径尽量光滑的要求选择加工策略 ，选 高速切削加工技术系统而复杂 ，离不开机床 、 择合适 的插补方 法 ，保证加工面残 留高度 的要求 ， 刀具 、夹具 及其 控制 软件 的配 合 。该 工 艺 的许 多 问 采 用过 渡 圆弧 的 方法处 理 加 工 干涉 区 ，样 在 加工 时 题现在 并没 有得 到充分 解决 ，其发 展前 景十 分广 阔 。 就不需要减速 ，提高加工效率 。 随着 技术 的 日益 成熟 ，特 别是 高 速 主轴 的 出 现 ，切 （） 性加 减速 和 断刀 的几率 。选取 合适 的加减 ３柔 削速度将进一步提高。但也要追求高速切削转速和 速方式 ，减少启动冲击 ，保持机床 的精度 ，减少刀 进给速度 的最佳参数 ，简化工序 ，这样高速切削的 具 颤振 。 “ 高速 ”才 能充分 发挥 出来 。刀具 的磨 损 以及 轴承 技 ２３ 切 削刀具 优化 ． 术将会是今后一段时间内制约高速切削发展的关键 高 速切 削 刀具 是 高速 加 工工 艺 系 统 中最 活跃 的 因素 。 要素 ，是实现高速加工 的关键技术之一 。高速切削
模具型面数控高效粗加工刀具轨迹策略
时 ，由于余量非常不均匀 ，对刀具 和机床 冲击较大 ， 严
重影响了后续加 工的顺利 进行。相对单 纯 的钻 削排量 ，
目的都是实现刀具在加工过程 中的余量均匀 ，刀具每次
加工时所承受 的切削力 、切 削深度 、切削宽度相 当 ，从
采用钻铣刀时可有效 避免钻削排量 的缺点 ，但是 由于钻
ｙ ｚ三轴联动 加工 的策 略 ，对于提 高模具 的半精加工 、
和精加工的表 面质量 、表面粗糙度有着非常明显 的改善
模具加工 ， 其加工性能相对较好 ，对刀具 和机 床的要求
作用 ，这也是现代模具数控加工 中心精加工的一种典 型
也相对较低。对高硬度淬火状态的钢铁材料模具进行切
■ ２ ０ ０年第 ８期 Ｔ
（ ）复杂型面的加工 ２ 模具型腔和型芯的加工 ，其
特征一般表现在型面 比 较复杂 ，大部分都是空 间的三维
曲面，因此曲面的铣削加工 时，曲面 的光顺性 、表 面粗
糙度等精度要求直接影响着产 品的成形质量 。常用 的数
素 ，因此 ， 必须在切削工艺参数和刀具 的选择 上做 出合
理科学的决策 ，如采用钻铣排量 ＋等高分层切 削也是 一 个 比较好的选择 。 （ ）不 同材料的加工 ４ 不 同成形工艺 方式 的模具 ，
义 的。而对于粘性材料如铝合金 、不锈 钢的加工 ，主要
考虑刀具的成本 ， 采用焊接硬质合金刀具来进行模具的
粗加工 是可行 的 ， 但如何采用合理 的切 削参 数 ，对 于提
高刀具 的寿命是非常有意 义的。对于模具 的粗加工 ，采
用等高分层 的高速加工策略 ，采用 镶齿刀 片的刀具或整 体硬质合金 刀具来进行加工也是非常有效的一种途径 。 （ ）不 同切削刀具对应的切削深度 、宽度 、转速和 ３ 进 给速度 的搭配 无论是采用 传统的数控加 工 ，还是高
高速五轴加工中心加工工艺图解演示文稿
五轴机床类型
• Head－Head
工作台不动，两个旋转轴均在主轴上。机床能加工的工件尺寸比较大。
俯垂型：旋转轴不与直线轴相垂直
第11页，共45页。
五轴机床类型
• Head－Head 工作台不动，两个旋转轴均在主轴上。机床能加工的工件尺寸比较大。
第12页，共45页。
五轴机床类型
• 有多种专用的5轴加 工策略
第30页，共45页。
• 投影方向和刀轴方向由驱动 曲面（银色面）决定
Projection direction and tool orientation determined by drive surface (silver)
• 驱动曲面为单一曲面，而模型 为多曲面模型Single drive
• 正角时为右倾，负角时为左倾 Can be positive or negative to indicate a right/ left lean
• 设置侧倾角能有效避免刀具干 涉Useful to avoid collisions when machining close to obstacles
五轴联动
第8页，共45页。
五轴机床类型
• Table－Table 刀轴方向不动，两个旋转轴均在工作台上；工件加工时随工作台旋转，须考虑 装夹承重，能加工的工件尺寸比较小。
俯垂型：旋转轴不与直线轴相垂直
第9页，共45页。
五轴机床类型
• Table－Table
刀轴方向不动，两个旋转轴均在工作台上；工件加工时随工作台旋转，须考虑装夹承重， 能加工的工件尺寸比较小。
• 允许使用更大的刀具Allows larger tools to be used
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１ 高速加工
高速加工已 成为现代数控加工的主要发展趋势， 目 前在航天、 航空、 汽车及模具等行业得到广泛应 用。高速加工” ” 的概念始于 １３ 年， ９１ 而基本理论在２ ０ 世纪５ 年代末和 ６ ０ ０年代初方得Ｗ初步形成。７ ０年 代末， 德国Ｄｒｓｄ技术大学的产品工程和机床研究 ａ ｔｔ ｍａ 所 （Ｔ 取得了突破性的研究成果。这标志着高速 １Ｗ） ＇ 加工由理论进人实践阶段。高速加工技术是采用高的 切削速度、 高的进给速度、 小的切深和小的步距来提高 加工精度和加工效率的方法。高速切削时刀具切削刃
的车、 铣半精及精加工中， 切削速度可达６ ｍｍｎ ０ ／ｉ ０ ，
刀 命高于 合金。 化硅基陶 具寿 硬质 氮 瓷和ＳＮ ＋ ｉａ Ｃ ， Ｔ ｉ
（ ｉ ） 或Ｔ Ｎ 复合的陶瓷， Ｃ 适于铸铁件、 淬硬钢、 镍基合金
等高硬材料的超高速切削， 在铣削铸铁时切削速度可 达 １ ｍ ｍｎ以上。超硬材料聚晶立方氮化硼 ００ ｉ ０ ／ （Ｃ Ｎ 刀片耐热性极好， ＰＢ ） 硬度仅次于天然金刚石和 聚晶金刚石（Ｃ ） Ｐ Ｄ 。切削速度比一般硬质合金提高 ３ 一０ 适于高硬度的淬硬钢、 １ 倍， 冷硬铸铁、 球墨铸铁和 高温合金的超高速切削， 精加工可代替磨削。超硬材 料人造聚晶金刚石（Ｃ ） Ｐ Ｄ 和化学气相沉积金刚石涂层 刀片（Ｖ ） Ｃ Ｄ 的硬度仅次于金刚石， 切削速度比一般硬 质合金提高 １ － ０ 是非铁金属材料超高速切削的 ０ ２ 倍，
主要刀具材料， 主要适合加工铝、 铜等有色金 镁、 属［。 ２ １
２２ 高速加工的切削用ｆ选择 ． 应用高速加工技术时， 应根据工件材料及其毛坯
状态和加工要求， 选择刀具材料、 刀具结构、 几何参数 以及切削用量等。选用正确的高速切削加工工艺参
数， 是高速切削加工应用技术的一个关键环节。高速 加工的切削用量选择主要由切削效率、 加工表面质量、 刀具磨损和加工成本确定。铝合金具有极好的易切 性， 可采用很高的切削速度和进给速度进行加工， 前 目
在陡峭拐角自 动采用等高线的方式来生成刀具路径， 平坦区域产生沿着工件型面的刀具路径， 它可以通过
从外向内慢慢逼近的方式逐渐切掉多余的材料， 确保 余量均匀， 避免了空刀， 保证刀具路径的自然光滑、 平
稳、 载荷均匀。
第 巧卷 第 １ 期
方 沂等 ： 高速加工工艺策略
・１ ・ ５
最少化的、 平滑的进退刀方式也是重要的策略之 一。进、 退（０４等。 Ｒ． ） ２４ 刀具加工路径策略 ． 高速切削不仅提高了对机床、 夹具、 刀具和刀柄的 要求， 同时也要求改进刀具路径策略， 因为若路径不合
理， 在切削过程中就会引起切削负荷的突变， 给零件、 机床和刀具带来冲击， 对保持切削过程的稳定性和加 工质量有重要影响。因此， 走刀路径方式的选择与优 化是关键。高速加工编程软件提供了丰富的可供选择 的刀具路径策略， 有几十种之多。如等高线加工、 环绕 加工、 平行加工、 放射状加工、 插拉刀方式加工、 投影加 工、 沿面加工、 浅平面、 陡斜面加工、 摆线走刀方式等 等， 在实际使用时可根据加工工艺特点灵活地采用各 种方式或混合方式。 高速加工要求很高的切削平稳性， 尽量减少刀具 轨迹的急速转向， 避免刀具轨迹转弯处的尖角。如果 存在这些尖角， 在高速运行中机床由于惯性作用使得
２０ 年 ３ ０５ 月
２ 高速加工工艺策略
２１ 刀具结构与材料选择 ． 高速切削刀具材料应具有良好的机械性能和热稳 定性 ， 即具有 良好的抗冲击、 耐磨损和抗热疲劳的特 性。其采用的刀具材料主要是硬质合金， 并且普遍采 用刀具涂层技术。刀具材料种类较多， 主要有金属陶 瓷和涂层金属陶瓷， Ａ２１ Ｃ中添加少量粘结 即在 １ ＋ ｉ ０ Ｔ 金属 Ｎ 和 Ｍ ， ｉ ｏ提高韧性和耐冲击性。在未淬钢、 铸铁
ＦＮ Ｙ ， ＡＧ ｉｇ， ｉ＇ＬＦ ｇｕ ｌ ＡＧ Ｗ Ｎ Ｉｇｎｂ Ｐｇ ｅ－ａｂ ｉ ＂ ！ ａ ｌＨ ｎｂ ｎｑ ｎ － Ｅ ， Ｉ
（． ｊ ＵｉｒｔｏＴｃ ｏｇ ａ Ｅｕａｏ， ｃｎｅ ｅ ｎｌｙ １ ｉ ｉ ｎ ｅｉ ｆ ｎｌｙ ｄｃｉ ａＳｉ ｃ ＆Ｔｃ ｏｇ Ｔ ｎｎ ｖ ｓ ａ ｙ ｅ ｏ ｎ ｈ ｄ ｔｎ ． ｅ ｈ ｏ
薄壁件加工问题的新方案。
能 分 挥 用ｌ 充发作 ［ Ｉ ｌ 。
基金资助： 天津市高等学校科技发展基金资助项目（０２５２ ． ２００１） 作者简介： 沂（９３ ， 副教授， 方 １６－）男， 工学硕士， 研究方向为数控技术和机械Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ技术． Ａ ／Ａ
万方数据
天 津 工 程 师 范 学 院 学 报
大， 随后逐渐减小。在逆铣时， 刀具刚切人工件产生的 切屑厚度为最小， 随后逐渐增厚， 这样增加了刀具与工 件的摩擦， 在刀刃上产生大量热， 所以在逆铣中产生的 热量比在顺铣时多很多， 径向力也大大增加。同时， 在 顺铣中刀刃主要受压应力， 而在逆铣中刀刃受拉应力， 受力状态较恶劣， 提高了加工硬化， 降低了刀具的使用 寿命。精加工的基本要求是要获得很高的精度和很高 的表面质量， 高速加工可轻松实现精细区域的加工， 如 小的圆角、 小的沟嘈等， 尤其对淬硬材料能够获得十分
Ｄｖ ｉ ；． ａ ｎｎ ｏ Ｍ ｃａｉ ｌ ｉ ｅｎ ， ｎｎ ２２Ｃ ｉ ） ｉｓｎ Ｄ ｐｍ ａｔ ｅ ｎ ａＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｔ ｊ ３０２ ， ａ ｉｏ ｂ ｅ ｆ ｈ ｃ ｎ ｎ ｉ ｉ ｉ ０ ａ ｈ ｎ
Ａ ｓ ａｔＢ ｄｓｉｎ ｔ ｄｖ ｏｍｎ ｓ ａｏ ｏｔ ｈ ｈ ｐｅ ｍ ｃｉｎ ｔ ｈｏ ｇ， ｔ ａｇ ｏ ｂｔ ｃ：ｙ ｃｂ ｇ ｅ ｌ ｅｔ ｔｎ ｈ ｉ － ｅ ａ ｎ ｇ ｎｌ ｙ ｆｍ ｎｌ ｆ ｒ ｅ ｒｉ ｈ ｅｐ ｅ ｉ ｉ ｆ ｇ ｓ ｄ ｈ ｉ ｅ ｏ ｒ ｈ ｔ ｕ ｅ ｃ ｏ ｅ ｅ ｈ ｈ ｐ ｄ ｈ ｉ ｓａｇ， ｐ ｅｅｂ ａｓ ｋ ｐｉｓ ｈ ｐ ｃ ｓ ｅ ｎａａ ｌａｏ． ｉ －ｅ ｍｃｉｎ ｔｔｙ ｔ ａ ｒ ｏｔ ｔ ｅ ｏｔｉｔ ｒｅ ｏｔｈｉｌ ｉｔｎＩ ｇ ｓ ｅ ａ ｎ ｇ ｅ ｈ ｐ ｌ ｒｅ ｈ ｙ ｎ ｎ ｏ ｓ ｆ ｃ ｐ ｃｉ ｔ ｒ ｅ ａ ｅ ｅ ｃ ｐ ｍｉｙ ｌ ｅ ｃｔｒ ｃ ｒａｄ ｅａ ａｏｎｏｍｌ ｇ ｔ ｗｙ ｕｅｍｃｉｎ ａｄ ｇ ｍ ｉ ａ ｌｉ ｕ ｓ ｅｓｕ ｕ ｎ ｍｔｉ ， ｕｔ ｉｎ， ａ ｏｃｔｒ ｈ ｉ ｎ ｐ ｒ ｍｎ ｎ ｎ ｄ ｕ ｔ ｔｅ ａｒｌ ｍ ｃ ｔ ｒ ｆ ｉ ｈ ｅ ｆ ｔ ａ ｎ ｇ ｒ ａ ｇ ｏ ａｄ ｏ ｏｕｅ ｔ ａ ｕｌ ｈ ｉ ｐ ｃ ｓ ｎ ａ ｉｒ ｃｓ ｃ ａｍ ｃｉｎ ｒ ｅ ． ｌ ｎ ｄ ｓ ｔ ｈ ｔ ａ ｎ ｇ ｓ ｅ ｏ Ｋ ｙ ｒｓｈ ｈ ｐｅ ｍ ｃｉｎ； ｎｌ ｙ ｓａ ｇ ｓ ｅ ｗ ｄ ； － ｅ ａｈ ｉ ｔ ｈｏ ｇ； ｔ ｉ ｏ ｉ ｓ ｄ ｎ ｇ ｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｇ ｃ ｒ
在复杂型面的高速加工中， 必须用曲线插补提高 平均进给速度， 如果采用直线段来逼近零件轮廓， 每段 Ｎ 代码定义的位移会较小， Ｃ 因而数控程序文件会变得 很长， 这样由于机床对大量数控数据处理速度和传输 速度不够， 会带来的一系列问题， 如高速加工中心等待 数据而使加工速度减慢或停顿， 加工表面出现震纹， 加 工负荷不均匀导致崩刃等现象， 这都会严重影响加工 速度和质量。为了获得较高的精度， 高速加工机床大 都具有曲线插补的能力， 如用圆弧曲线拟合技术或
相对零件表面的切削运动速度超过普通切削 ５一 ０ １ 倍， 切削力减少了３％ ０ 以上， 切削热 ９％ ５ 以上被切屑带
收稿日期： ０ － １ １． ２ ５ ０ 一７ ０
走， 切削时的激振频率远高于机床的固有频率， 这突破 了机械加工的传统认知， 产生了许多新的工艺问题， 如 高速切削刀具技术、 加工方式、 编程技术、 工艺参数等 方面发生了变化， 这些问题都是工艺问题。工艺策略 是高速加工特殊的加工工艺和加工控制方法， 高速切 削的工艺策略是进行高速切削加工的关键， 切削方法 选择不当， 会使刀具加剧磨损， 完全达不到高速加工的 目 实践证明， 的。 如果只有高速机床和刀具而没有良 好的工艺技术作指导， 昂贵的高速切削加工设备也不 高速切削的工艺特点表现在其适用领域内， 可以 满足越来越高的生产效率、 加工质量和越来越复杂的 三维曲面形状精密加工要求， 提供了 解决难加工材料、
第１卷 第１ ５ 期 ２０ 年 ３ ０５ 月
天 津 工 程 师 范 学 院 学 报
Ｊ Ｒ ＡＬ Ｆ Ａ Ｊ Ｎ Ｗ Ｒ ｒ Ｙ Ｆ Ｃ Ｏ ＯＧＹ Ｎ Ｅ Ｕ Ａ Ｉ ＯＵ Ｎ Ｏ Ｔ ＮＩ Ｕ Ｉ Ｉ Ｎ ｇ ｒ Ｏ Ｔ ＨＮ Ｌ Ｅ Ａ Ｄ Ｄ Ｃ Ｔ ＯＮ
问题进行了阐述， 主要包括刀具结构与材料、 切削用量、 刀具加工路径、 编程等方面， 并针对实际加工过程进行 了
介绍。
关健词： 速加工； 高 工艺； 策略 中圈分类号：Ｈ６ Ｔ１ ２ 文献标识码： Ａ
文章编号： ７－ １（０５０－ １－ １ ３ ０８２０）１ ０３ ３ ６ １ ０ ０
Ｓ ａ ｇｓ ｈ ｈ ｐｅ ｍ ｃｉｎ ｔ ｈｏ ｇ ｔ ｔ ｉ ｆ ｉ － ｅ ａｈ ｉ ｅ ｎｌ ｙ ｒ ｅ ｅ ｏ ｇ ｓ ｄ ｎ ｇ ｏ ｒ ｃ
万方数据
清根加工或残余量加工是提高加工效率的重要手 段， 前软件都能实现智能自动清根。高速加工的重 目 要特征之一就是能够使用较小直径的刀具加工模具的
细节结构。Ｃ Ｍ系统能 自动比较上次加工与零件模 Ａ
型， 根据上一把刀自 动计算出残留的余量， 利用区域分 析算法对陡峭和平坦区域分别处理， 并根据加工工艺
Ｖｏ． Ｎｏ １ ｌ １ ５ ． Ｍａ ． ０ ｒ ２ ５ ０
高速加工工艺策略
方 沂ａ ｌ王力强ｂ何 平１ 李 ， ‘ ， ６ 风泉ｌ ， ｂ
（． １天津工程师范学院ａ科研处；． ． ｂ机械工程系， ３０２） 天津 ０２２
摘 要： 通过对高 速加工 技术发展现状的描述， 速加工工艺策略的角 着重对该项技术应用过程的几个关 从高 度， 键