高速加工技术在模具制造中的应用
超高速加工技术
应用案例二：汽车发动机缸体加工
总结词
提高缸体质量和加工效率
详细描述
在汽车发动机缸体加工中，超高速加工技术能够提高缸体的加工效率和精度，同时降低废品率。通过高速旋转的 刀具和高效的切削液系统，可以快速去除材料，减少切削力和热量的产生，提高缸体的表面质量和耐久性。
应用案例三：模具钢材料加工
总结词
提高模具寿命和加工效率
发展趋势
随着新材料、新工艺的不 断涌现，超高速加工技术 正朝着智能化、绿色化、 复合化等方向发展。
主题重要性
促进制造业转型升级
满足市场需求
超高速加工技术的应用有助于提高生 产效率、降低成本，推动制造业向智 能化、柔性化、绿色化方向转型升级。
随着市场对产品品质和性能要求的不 断提高，超高速加工技术的应用能够 满足消费者对高品质产品的需求。
超高速加工技术能够大幅提高航空航天材料的加工效率，缩 短生产周期，降低制造成本，同时保证零部件的加工精度和 质量。
汽车制造
汽车制造领域需要大量高精度零部件 ，超高速加工技术能够快速、准确地 加工出汽车发动机缸体、缸盖、变速 器壳体等复杂零部件。
超高速加工技术能够提高汽车零部件 的加工效率，降低生产成本，同时提 高零部件的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳 强度等性能。
数字化
超高速加工技术将向数字化方向发展， 实现数字化的加工模型和加工过程的 仿真与优化。
05
超高速加工技术的实际案例
应用案例一：航空叶片加工
总结词
提高加工效率，降低生产成本
详细描述
超高速加工技术应用于航空叶片加工，能够显著提高加工效率，缩短生产周期， 降低生产成本。通过高转速的刀具和精确的数控系统，可以快速、准确地完成 叶片的切削和磨削，提高表面质量和精度。
高速加工技术在模具加工中的应用
高 速机 床 的主轴性 能是 实现 高速切 削加 工 的重 要 条件 。高 速 切削机 床 主轴 的转 速 范 围为 １０ ０— ００ １００ ｍ ｍｉ， 要求 主轴 具有 快 速 升 速 、 指定 位 ０００ ／ ｎ 并 在 置 陕速 准停 的性 能 （ 即具 有极高 的角 加减速 度 ） 。
量 、 确 的尺 寸 和高 的几 何精 度 。 精 预 处理 功能 。要 求 Ｃ Ｃ具 有 大 容 量 缓 冲寄 存 Ｎ
器 ， 预先 阅读 和检 查 多个 程 序 段 （ １０ 可 如 ０ ０～２ ０ ００
工 ） ， 电极加 工 、 速样 件 制 造 等 方 面也 得 到 广 外 在 快 泛应 用 。大 量生 产 实践 表 明 ， 用 高速 切 削技 术 可 应 节省模 具 后续 加 工 中约 ８％ 的手 工 研磨 时 间 ， 约 ０ 节 加 工 成 本 费 用 近 ３ ％ ， 具 表 面 加 工 精 度 可 达 ０ 模 １ ｍ， 刀具 切 削效率 可 提高 一倍 。
少和避免效率低的电火花加工 ， 解决薄壁零件 的加工 问题 ， 控高速 复合加工 还可 以减少搬 运与装夹次 数 ， 数 避免重
复定位带来的ａ ｔ误差等 ， ｎ 既提 高了加工 质 量 ， 又提高 了加工效 率 。高速加 工技术 逐渐应 用于加 工铸铁 和硬 铝合 金， 尤其是加工大 型覆盖 件冲压模 、 锻模 、 压铸模和注射模。在数控切削 加工 中有较 强的实用价值 ， 从而 大大地提高 了加工效率及加工精度 。 关键词 ： 高速加工技术 ； 模具加工 ； 加工工艺
个 程序 段 ） 以便 在 被 加 工 表 面形 状 （ 率 ） 生 变 ， 曲 发 化 时可 及 时 采 取 改 变 进 给 速 度 等 措 施 以 避 免 过 切
先进制造工艺--高速切削技术
第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削（HSM或HSC）通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。
高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属，也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。
例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面多且结构复杂，材料去除量达高达90％～95％，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果：“当以适当高的切削速度（约为常规速度的5～10倍）加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。
60多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。
高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。
为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求，大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成，既可减少焊缝，又可提高零件的强度和抗振性。
但常规铣削效率很低，从而导致了高的生产成本和长的交货时间。
高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。
汽车工业中，模具制造是产品更新换代的关键。
新车型定型后，模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间，也关系到市场竞争的成败。
所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究，90年代初高速切削已进入工业化应用。
图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司（BMW）采用高速切削的历程。
高速加工技术在现代模具制造中的应用
（） ２ 快速进给一般要求 ３ Ｏ～６ ／ ｉ。 ０ｍ ｍ ｎ
（ ） 据模具生产种类选择 立 、 ３ 根 卧式 ２ － 中 心 或 龙 门式 加 ｎｒ
工 中心 。
进给速度下完成对 淬硬 钢的精加工 ，且 可达到很高 的模 具表 面质量 （ ａ ． ｍ）效 率 比常规方式 高 出 ４～６ ， Ｒ ≤０４ ， 倍 所加 工
（） ４ 具有 好的控制系统 ： 高精度插补 、 轮廓前 瞻控制 、 高加 速度 、 高精度位置控 制等。
因此 ， 选择高速加工模具的机床必须考虑具体的生产情况。
２２ 对 刀 具 的 要 求 ．
的材料 硬度 可高达 ６Ｈ Ｃ ２ Ｒ 。采用高速切削加工可省去 电极加
工编程 ， 避免加工所导 致的表面硬化。
技术用 于快速加工 电极 。
对 于高速切削加工 ， Ａ Ｃ Ｍ软件必须生成安 全、 有效和精确
的刀具路径及理想 的曲面精度 。 因此 ，Ａ Ｃ Ｍ软件应具有很 高的
计 算编程速度 ，全程 自动 过切处理 能力及 自动 刀柄 干涉检查 功能， 具有进 给率 优化 处理 功能 、 待加工 轨迹监 控功 能 、 刀具
径 向跳 动要 小于 ００ ５ｍ ．１ ｍ，而刀 的长度 不能大 于 ４倍 的刀具
直径。 同时 ， 对刀具 的材 料 （ 包括硬度 、 性 、 硬性 ）刀具 的 韧 红 、 形 状（ 括排屑性能 、 面精 度 、 包 表 动平衡性 等 ） 以及刀具寿命都 有 很高的要求。
２３ 对 ＣＡ ． Ｍ软 件的要求
的基础上综 合而成 的。
２１ 对 机 床 的 要 求 ．
（ ） 加 工 模 具 要 用 小 直 径 刀 具 ， 床 一 般 要 达 到 １精 机
浅析数控加工技术在模具制造中的应用
浅析数控 加工技术在模 具制造 中的应 用
陈 岸
４ ３０ ０ ７ ４） （华 中科技 大 学文 华 学院 ，湖 北 武 汉
【 摘 要】 在模 具 制造过 程 中 ，采取传 统的 制造 方式 与设备 ，存在 一 定的局 限性 ，即精确度 差 、制造 时间长 ，对模 具制 造的 生产 质 量与效率带来 了 极 为严 重的影响 ，同时也在一定程度上制约了模具制造业的快速发展 。而在模具制造 中采取数控加 工技术 ，能够有效的弥补传统
工 艺的缺 陷与不足 ，同时还有极为宽广的发展 空间。文章将对数控加工技术及其特点进行阐述 ， 说 明数据加工技术在模具 制造 当中的实际应用。
【关键 词 】数 控 加 工 技 术 ；模 具 制 造 ；应 用
文章编 号 ： ｌ Ｓ Ｓ Ｎ １ ０ ０ ６ －６ ５ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ － ０ １ ２ ５ － ０ １
一
、
数 控 加 工 技 术 概 述
所 谓 的数 控技术 ，即数 字控 制技术 ，是在伴 随着 近代 化发 展而 应运 而生的一种技术 ，是在现今信息化 、数字化 的大环境下 ，达到机 械设 备 自动控制 的技术 。数控加工技术通 常包 含两大方面 ，分别是数 控编程 技术、数控机床加工工艺 ，这两者互相作用 、互相促进 。数控 机床 的性能 ，在提升模具加工精准度 与生产 效率 上 ，发挥了极为关键 且不 可替代的作用 。对较为复杂 的零件加工方 面的编程而言 ，编制零 件 加工程序具有极大 的价值 ， 所 以从某种 程度 上而言 ，在数控加工过 程 中编制零件加工程序是一个 必不 可少的 内容与环节 。在科学技术不 断革新的 当下 ，实现精准化 、多元化 的产 品将逐渐 成为人们所关注 的 重点。企业要想在激烈 的市场竞争 中 占 据 一席之地 ，就必须对 自身 的 加 工技 术 进行 更新 与改革 ，而数控 加 工技术 就 是一个 不错 的选 择 。
高速加工在模具制造中的应用
关键 词 模 具 ； 速 加 工 ； 具 高 刀
近年 来 ， 模具 的加 工 技术 越 来 越受 到 人 们 的广
术做 支持 ， 设备 运 行成本 高 。 加工 模具 需要 具体 解决
以下 问题 ：
泛关注 ， 模具 的高 速切削逐 渐代 替 电火花 精加 工 。 高
速 切 削生 产 已逐 渐 成 为模 具 制 造 的 大趋 势 ， 大 大 可 提高模 具生 产效 率 和质量 。 １ 高速切 削 的优点 １ ）刀 具 的 高转 速 和机 床 的高 进 给 以及 高 加 工 速度 ， 可大 大提 高金 属 的切 除 。 ２ ）高速 切削 可减 小切 削力 率 ； ３ ）高 速 切 削 热 大 部 分 由 切 削 带 走 ， 件 发 热 工
度。
４ ）高 速切 削减 少振 动 ， 提高 加工 质量 。 可 ２ 高 速加 工应 用于模 具 加工 的效 益
１ ）快 速粗 加工 和半 精加 工 ， 高 了加工 效率 。 提 ２ ）高速 高精 度加 工 硬切 削代 替光 整 加工 ， 面 表
质 量 高 ， 状 精 度 提 高 ， Ｅ Ｍ 加 工 提 高 效 率 ５ 形 比 Ｄ ０
工 ； 加 工 模 具 要 用 小 直 径 刀 具 ， 床 一 般 要 达 到 精 机 １ ０ ２ ０ ｐ ５０ ０ ００ ０ｒ ｍ。通 常 主轴 转 速在 １ ０ ｐ ００ ０ｒ ｍ 以下 的机 床 可 以进 行粗 加 工 和 半精 加 工 ， 不 到精 达 加 工 的 精 度 ； 法 达 到 ４ ０ｍ／ ｎ以 上 的 切 削 速 无 ０ ｍｉ
高速加工在模具制造中的应用
高 速 加 工 在 模 具 制 造 中 的 应 用
香港精 品机械 有 限公 司 朱直辉
１ 高速 加 工 定 义 及 特 点
的切 削 力 和 良好 的 主 轴 动 平 衡 性 能 使 得 高速 加 工 可
， ｍｍ ０ｍ 高 速加 工指 的是 采用 高 转 速 和 高线 速 度 （ ） 进 以 ０ｌ 厚 ３ ｍ 高 的 薄 壁 。 而 即 使 材料 硬 度 达 到 ５Ｒ 也 ， ｍｍ 而传 统 行切 削 。 之 前 ， 在 由于 机 床 和刀 具 的 限制 ， 削线 速度 ５ Ｈ Ｃ， 可 以采 用 直径 ０３ 的刀具 清根 ， 切
Ｄ 甚 Ｄ 统 加 工则 可提 高 ４倍 以上 。除 此外 ， 速 切 削 还有 以 或者 Ｅ Ｍ 的时 间 ， 至取 代 Ｅ Ｍ 加 工 。 高
下优点：
（ ） 以加 工 高硬 度 材 料 。采用 轻 细加 工取 代 重 ４可
使 （ ） 高零 件 精 度 和光 洁 度 。高 速 加 工切 削力 非 切 削及 高 硬 度 耐磨 损 刀具 的 出现 ， 加 工材 料 的硬 度 １提
３３ 精 加 工 －
转变 。 模 具 的高 速 精加 工 中 ， 在 在每 次 切人 、 出工 件 切
避 模 具 的高 速 精 加 工 策 略 取决 于 刀 具 与 工 件 的 接 时 ，进 给方 向 的改 变应 尽 量 采 用 圆弧 或 曲线 转接 ， 以保 持 切 削过 程 的平稳性 。 触点 ， 刀 具与 工 件 的接 触 点 随 着 加 工 表 面 的 曲面 斜 免采 用直 线 转 接 ， 而
组合 曲面 的加工 ， ｒ／ 决 上述 问题 的方法 是 在 给速 度 的调 整 可 由用 户根 据 加工 要 求来设 置 。 ＰｏＥ解 定义侧 吃刀 量 的 同时 ， 定义 加 工 表面 残 留面积 高度 ； 再 Ｈｙ ｅ ｌ则提 供 了等 步距 加 工 方 式 ； ｅ ａ 公 司 的 ｐ ｒＭｉ ｌ Ｄｌ ｍ ｃ Ｐｗｒ Ｌ ｏ ｅＭＩＬ提 供专 用 功能 可 有 效地 防 止刀 具 和零 件 型 腔底 部 出现 过 切 ， 即曲 面 Ｓ ａｆ 工 （ 图 ４ 。可保 证 ｗ ｒ加 见 ）
【毕业论文选题】模具毕业论文题目
【毕业论文选题】模具毕业论文题目模具作为工业生产的重要基础工艺装备，在现代制造业中扮演着举足轻重的角色。
对于即将毕业的学生来说，选择一个合适的模具相关毕业论文题目至关重要。
一个好的题目不仅能够体现学生对专业知识的掌握程度，还能够为未来的职业发展打下坚实的基础。
下面将为大家介绍一些模具毕业论文的题目，希望能够为同学们提供一些灵感和帮助。
一、模具设计与制造方面（一）注塑模具设计1、《薄壁注塑模具的结构优化设计》随着塑料制品在电子、医疗等领域的广泛应用，薄壁注塑件的需求日益增加。
薄壁注塑模具在成型过程中面临着诸多挑战，如填充困难、翘曲变形等。
本课题旨在通过对薄壁注塑模具的结构进行优化设计，如浇口位置、冷却系统等，以提高制品的质量和生产效率。
2、《汽车内饰件注塑模具的创新设计》汽车内饰件的质量和外观对于提升汽车的整体品质至关重要。
本课题将针对汽车内饰件的特点和要求，进行注塑模具的创新设计，包括模具结构、成型工艺等方面，以满足汽车行业对内饰件的高标准需求。
（二）冲压模具设计1、《高强度钢板冲压模具的磨损分析与优化》高强度钢板在汽车、航空航天等领域的应用越来越广泛，但在冲压过程中容易导致模具磨损。
本课题将通过对高强度钢板冲压模具的磨损进行分析，建立磨损模型，并提出相应的优化措施，以延长模具的使用寿命。
2、《多工位级进冲压模具的设计与开发》多工位级进冲压模具具有生产效率高、精度高等优点。
本课题将研究多工位级进冲压模具的设计方法和开发流程，包括排样设计、模具结构设计等，以实现复杂冲压件的高效生产。
（三）模具制造工艺1、《模具电火花加工工艺参数的优化研究》电火花加工是模具制造中常用的一种特种加工方法。
本课题将通过实验研究，优化电火花加工的工艺参数，如放电电流、脉冲宽度等，以提高加工效率和表面质量。
2、《模具高速铣削加工表面质量的影响因素分析》高速铣削加工在模具制造中的应用越来越广泛。
本课题将分析高速铣削加工中刀具路径、切削参数等因素对模具表面质量的影响，为实际加工提供理论依据和指导。
数控加工在模具制造中的应用研究
数控加工在模具制造中的应用研究摘要:随着数控加工技术在模具制造业的应用,大大提高了模具的质量稳定性、精度、加工效率等。
本文详细介绍了数控加工技术的优势,并分析了数控加工技术在模具制造业的应用。
关键词:数控加工模具制造机械加工随着科学技术的快速进步,自动化控制技术得到广泛的应用,数控加工技术作为一种高度自动化的自动控制技术而得到广泛的使用。
数控加工技术主要依靠数字化信息实现机械设备的自动化控制,该技术的应用,大大提高了机械加工的效率。
数控加工技术一般划分为数控编程和数控机床加工两个方向,而数控编程要求使用者具有较高的知识储备,专业性较强,对于一些复杂的模具,数控编程的难度比较大,耗费的人力物力比较多,导致其成本比较高。
但是,无论什么样的模具,只有能够进行编程,那么就可以使用数控机床进行加工,充分发挥数控机床的优势,从而可以保证模具的加工质量和效率。
数控机床作为数控加工的硬件设备,其质量的高低决定了加工出来的模具的质量,同样好的机床加工速度也比较高[1]。
因此,在模具加工生产中,要想获得尺寸精度高、表面质量好的模具,就必须选择质量比较高的数控机床。
随着科学技术的日新月异,社会各个方面正在快速进步,人们对产品质量的要求日益多样化、专业化,数控加工技术的发展是解决这些需求的必然要求。
相对于以前的普通机械加工,现代的模具不但精度得到了提高,其质量也具有高度一致性,模具的设计以及加工方案也较以前比较容易更改,大大提高了加工效率。
本文将从数控加工技术的优势开始,详细介绍数控加工技术在模具制造业的应用,并简单分析数控加工技术在模具制造业的发展前景。
1 数控加工技术的优势数控加工技术的优势可以概括为五个方面:加工效率高、自动化程度很高、加工产品的精度高、能够进行多坐标联动、对专业技术要求较高等优势特点[2]。
本文将依次介绍数控加工技术的这五个方面的优势特点。
数控加工机床在加工过程中是采用数字化信息进行一体化控制,保证了加工的速度,相比于传统的模具加工工艺,数控加工技术具有很高的加工效率,可以大大节省模具的生产制造时间,并且同时提高了加工产品的质量。
高速加工技术
手机外壳的加工
电脑键盘的制造
平板电脑外壳的铣削
电子元器件的微细加 工
06
高速加工技术的发展趋势和未来展望
高速加工技术的发展趋势
更高的切削速度：随着新材料和新工艺的不断发展高速加工技术将进一步提高切削速度提高加 工效率。
智能化和自动化：随着人工智能和机器学习技术的不断发展高速加工技术将更加智能化和自动 化实现加工过程的自动监控和优化。
高速加工技术采 用小切削力可以 减小工件变形和 振动提高加工精
度。
高速加工技术可 以快速切除工件 材料缩短加工时
间降低成本。
高速加工技术采 用先进的控制系 统和刀具能够实 现高精度的轨迹 控制和补偿功能 进一步增强加工 过程的灵活性。
04
高速加工的关键技术
高速切削技术
定义：高速切削 是一种在极高转 速下进行的切削 加工方法具有高 进给速度和高切 削速度的特点。
05
高速加工技术的应用案例
航空航天领域的应用案例
高速加工技术在航空航天领域的应用提高了零件的加工精度和效率。 在航空发动机制造中高速加工技术能够快速去除材料提高生产效率。 高速加工技术在航天器制造中得到广泛应用如卫星天线、太阳能电池板等。 高速加工技术能够满足航空航天领域对高精度、高质量、高效率的加工要求。
高精度加工技术
高速切削技术：通过高转速的刀具实现高效切削提高加工精度和表面质量。
超精密切削技术：采用超硬材料和纳米级切削参数实现超精密切削提高加工精度和表面光 洁度。
快速点磨削技术：通过高速旋转的磨头对工件进行快速点磨削实现高效高精度加工。
激光辅助加工技术：利用激光的高能量密度特性对工件进行快速、高精度的加工。
通过高速加工 技术可以实现 快速原型制造 和快速模具制 造缩短了产品 开发周期降低 了开发成本。
数控加工技术在机械模具制造中的应用
数控加工技术在机械模具制造中的应用1. 引言1.1 数控加工技术在机械模具制造中的重要性数控加工技术的定义与发展历程是众多制造业中的重要一环。
其通过预先编写程序，由计算机控制数控机床进行自动加工，大大提高了生产效率，减少了人为错误的发生。
这种高度自动化的加工方式，为机械模具制造提供了更高的精度和稳定性。
数控加工技术在机械模具设计和加工中的应用具有重要意义。
通过数控加工技术，可以将设计图纸直接转化为加工程序，实现无缝对接。
这种高度的数字化设计和加工过程，不仅可以提高制造效率，还可以减少材料的浪费，降低生产成本。
数控加工技术在机械模具制造中的重要性体现在其高效、精准、灵活的加工方式，以及数字化设计和加工的优势。
通过不断推动数控加工技术的发展，可以进一步提升机械模具制造的水平，推动整个制造业的发展。
2. 正文2.1 数控加工技术的定义与发展历程数控加工技术是一种通过预先输入的程序来控制机床和工具进行加工操作的先进制造技术。
它的发展历程可以追溯到20世纪50年代初，随着计算机技术的逐步成熟和普及，数控技术逐渐应用于机械加工领域。
最初的数控系统采用硬编程方式，即要求操作人员事先编写好数控程序并输入机床，而后来随着软件技术的发展，出现了图形化编程和CAD/CAM集成系统，大大提高了数控加工的效率和精度。
随着数控技术的不断完善和普及，机械模具制造领域也逐渐开始应用数控加工技术。
传统的模具加工方式需要依靠经验丰富的技术工人手工操作，容易出现加工误差和生产效率低下的问题。
而数控加工技术可以通过精确的程序控制，实现复杂零件的加工和高精度加工，大大提高了模具的加工质量和生产效率。
随着数控技术的不断发展和应用，机械模具制造领域也将迎来更加智能化、精细化和高效化的发展趋势。
数控加工技术的定义与发展历程可以说是模具制造行业迈向现代化的重要里程碑，为行业的发展注入了新的活力和动力。
2.2 数控加工技术在机械模具设计中的应用数目、段落分隔等信息。
快速成型技术在模具制造中的应用与发展前景
快速成型技术在模具制造中的应用与发展前景快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP），又称增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM），是一种通过逐层逐点添加材料的方式，直接将三维数字模型转换为实体模型的制造技术。
它通过数控技术、计算机模型和数字化工艺的应用，极大地缩短了传统制造过程中从设计到加工的时间，提高了制造效率和产品质量，并在模具制造领域得到广泛应用。
快速成型技术在模具制造中的应用主要体现在以下几个方面：1. 制造复杂结构的模具：传统的模具制造往往需要多次加工和组装，制约了模具的结构复杂度和精度，而快速成型技术可以直接将复杂的三维数字模型转化为实体模型，使得制造复杂结构的模具变得更加容易。
例如，快速成型技术可以实现内部空腔、内螺纹结构等复杂形状的模具制造，大大提高了模具的功能性和应用领域。
2. 减少制造周期：快速成型技术可以大大缩短模具的设计和制造周期。
传统的模具制造需要经过设计、加工、组装等多个环节，而且每个环节都可能出现问题导致延误。
而快速成型技术可以直接将数字模型转化为实体模型，减少了多个环节的中间过程，加快了模具的制造速度。
尤其是在产品开发的初期阶段，这种快速制造模具的能力非常重要，可以提高产品研发的效率和竞争力。
3. 优化模具结构和性能：快速成型技术可以通过不断试验迅速调整模具的设计和结构，提高模具的性能和质量。
在传统的模具制造中，往往需要经过多次试验和修改才能最终确定模具的结构和参数。
而快速成型技术可以通过快速制造并测试多个不同设计的模具样品，迅速找到最优设计方案，减少了试错的成本和周期，提高了模具的效率和性能。
4. 减少模具制造成本：快速成型技术不仅可以缩短制造周期，还可以降低模具制造的成本。
传统的模具制造方式往往需要大量的人工和设备投入，制造周期长，成本高。
而快速成型技术可以通过直接从数字模型中生成模具，减少了多个加工环节和设备的投入，降低了制造成本。
谈高速切削技术在模具制造中的应用
１ 高 速 切 削 加 工 模 具 的 优 势
１ ． １ 模 具 加 工 技 术
所谓 的模具加 工技 术就是借助 于模具将材 料加 工成 形 的技 术 。与 其 它 机 加 工 相 比 ， 模 具 加 工 具 有 以 下 几 方 面 的优 点 ： （ １ 模 具 的 上 模 和 下 模、 镶块和 型腔 间都 需要 严 密 配合 ， 才 可 以 进 行 材 料 加 工 。这 就 使 加 工 的 公 差 控 制 在 较 小 的 范 围 内 ， 从 而 提 高 了加工精度 。 （ ２ ） 可 以加 工 形 面 复 杂 的 零 件 。 有 些 零 件 的 表 面 并 不是平整 的 ， 而 是 有 很 多 不 同 的 曲 面 交 接 而 成 。 而 模 具 的内腔可 以做 成 曲面 的形 式 ， 有 利 于 形 面 复 杂 零 件 的
为现 实。
（ ４ ） 显 著 提 高 了 经 济效 益 。高 速 切 削 技 术 的加 入 ， 使 模 具 加 工 过 程 中 因产 热 致 使 薄 壁 零 件 的 变 形 较 少 ， 同 时 降低 了表面 粗糙度 ， 避免了二次加 工 ， 提 高了零件 的精度 （ 包 括 尺 寸精 度 和形 位 精度 等 ） ， 使材料 的加工成本 、 机 械 的维 护成 本 等都 显 著 降低 ， 大大 提 高 了经 济效 益 。 由 以 上 介绍 ， 可 以看 出高速 切削技 术在 模具 加 工 中 的应 用 有很 大 的 优 势 ， 为 了 保 证 材 料 的 加 工 精 度 和 高 效 性， 高 速 切 削 技 术 的应 用 是 势在 必行 的 。
０ 前 言
当今工业生 产 中 ， 模具 生产 因 为其 用料 少 、 工 装简 、 无 公 害 等 优 良性 能 ， 已经 逐 步 成 为 产 品 重 要 的 成 形 工 艺 。 很 多体 积 成 形 和 板 管 成 形 都 需 要 借 助 于 特 定 的 模 具 ， 当 然在粉 末 冶金 、 金 属 压铸 及 注塑 成 形 上也 离 不 开模 具 。 但 是 目前 我 国 的 模 具 制 造 中 存 在 的 标 准 不 统 一 、 专 业 化 水平低 、 制作工艺落后等缺陷 ， 致 使 我 国 的 模 具 制 造 并 不 能 胜 任新 时 代 加 工 技 术 的 需 要 。 为 此 ， 我 们 必 须 对 模 具 进 行新 的 探 索 ， 使 其 满 足 高 精 度 高 效 率 的现 代 化 生 产 的 需要 。高速 切削技术的出现使模 具制造 的高效高 精度成
快速原型制造技术及其在模具制造中的应用
。机械 与电子０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ ＯＬ ＹＩＦ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ ＯＧ Ｎ ＯＲ Ｔ Ｏ
２１ ００年
第 ３期
快速原型制造技术及其在模具制造中的应用
杨 统 方 志 刚 ｆ 州学院机械 工程学 院 浙江 台州 台
【 摘
３８ ０ ） １ ０ ０
要 】 文 简要 介 绍 了快 速 原 型 制 造技 术的 基 本 原 理及 其 重要 意 义 ， 重 介 绍 了基 于快 速 原 型 制 造技 术 的快 速 模 具 （ 制 造原 理 ， 本 着 Ｒ 简
１ 快速原型制造技术（ ａｐ技术） 及快速模具制造（ Ｔ ａ）Байду номын сангаас
一
之 母 ” 但 是产 品 在 实际 制 造 和最 终 成 品检 测 前 ， 。 是很 难 保 证 产 品成 型 高 ， 些 快速 成 形 机 制 作 的工 件 有 较 好 的 机 械 强 度 和 稳 定 性 ， 此 快 一 因 过 程 中每 一个 阶 段 的性 能 符 合 预 期 、 终 产 品 能 够 达 到 要 求 ， 就 需 速 成 形件 可 直 接 用作 模 具 ，如同 制 作单 个 或 者 小 批 量注 塑 模 具 一 样 。 最 这 要 模 具设 计 工 程 师有 深 厚 的 专业 知 识 和足 够 的 设 计 经验 ， 则 容 易 产 选 择 性激 光 烧 结 快速 成 型 工 艺能 够 实 现金 属 粉 末 烧 结 ， 制 作 出来 的 否 所 生 废 品 ， 费 人 力物 力 。 同 时模 具 设计 与制 造 是 一个 多环 节 和 多 反 复 浪 部 件 本 身就 具 有 较 高 的 强 度 ， 果 再 配 合 后 续 的 金 属 溶 渗 ， 可 以 制 如 则 的过 程 ． 设计 和 制造 出一 副 适 用 的 模 具 往 往 需 要 经 过 由 设 计 、 造 到 作 成 强度 足 够 高 的金 属 模 。 此外 ， 于试 制 用 注 塑 模或 低熔 点 合 金 铸 制 对 试模 、 修模 的 多次 反 复 ． 致 模 具 制 作 的 周 期 长 、 本 高 ， 至 可 能 造 造 模 ， 于对 模 具 的 强 度 、 点 要 求 不 高 ， 以直 接 用 硅 橡 胶 、 氧 树 导 成 甚 由 熔 可 环 成 模 具 的报 废 。 面对 现 代 激 烈的 市 场 竞争 ， 种 传 统 的生 产 方 式 难 以 这 脂 模 ， 可 以 采 用快 速 模 具制 造 方 法 直接 制 作 硅橡 胶 、 氧树 脂 模 。 也 环 适 应 企 业 的快 速 发展 ． 客观 上 需 要 一 种 快 速 设 计 、 速 制 模 和 校 模 的 快 ２２ 用 快 速 成 形 件作 为母 模 ， 制 软 模具 当制 造 小 批 量 零件 时 ， ． 翻 或 新 技 术 者 对 于试 制 用 注塑 模 或 低熔 点 合 金 铸造 模 ， 以 采用 以快 速 成 型 原 型 可 快 速 原 型制 造 技 术（ ａｉ ｒｔｔ ｉｇ简 称 ｆＰ 术 ） 上 世 纪 九 作 母模 ．采 用硅 橡 胶 浇 注 制作 硅 橡 胶模 或 者 树 脂 浇 注成 环 氧 树 脂 模 。 Ｒ ｐｄＰｏ ｙ ｎ ， ｏｐ ｕ技 是 十 年 代 后 期 发 展 起 来 的一 项 先 进 制 造 技 术 ，是 在 现 代 Ｃ ＤＣ Ｍ 技 硅橡 胶 良好 的柔 性 和 弹性 ， 于 结 构 复杂 、 纹 精 细 、 拔 模 斜 度 以 及 Ａ ／Ａ 对 花 无 术 、 光加 工 技 术 、 算 机数 控 技 术 、 密 伺 服 驱 动技 术 以及 新 材 料 技 具 有 深 凹槽 的零 件 来 说 ， 激 计 精 制件 浇 注 完 成后 均 可 直 接取 出 。如 熔 模 铸 造 术 的 基础 上 集 成 发展 起 来 的 。 Ｐ技 术 的基 本 原 理是 ： 计 算机 内的 三 Ｒ 将 用 的 蜡模 ． 可 以采 用 这 种 方 法 来 制 作 软 模 具 ， 于 形 状 复 杂 的 蜡 模 就 对 维 数 据模 型 进 行 分层 切 片 得 到各 层 截 面 的轮 廓 数 据 ， 计算 机 据 此 信 息 采 用 快速 成 型 技术 更 能 体 现 其优 势 性 。 种 方 法还 被 大 量 的运 用 到 文 这 控 制 激 光器 （ 喷 嘴 ） 选 择性 地 烧 结 一层 接 一 层 的 粉 末 材料 （ 固化 或 有 或 物 、 艺 品 等形 状 特 别 复 杂 、 理 特 别 清 晰 物 件 的 原 型 翻 制 硅 橡 胶 软 工 纹 层 又 一 层 的液 态 光 敏 树 脂 ． 切 割 一 层 又 一 层 的 片 状 材 料 ， 喷 射 或 或 模具上。 层 又一 层 的热熔 材 料 或 粘 合剂 ） 成一 系列 具 有 一 个 微小 厚 度 的 片 形 ２３ 用快 速成 形 件 作 为 母模 ， ． 翻制 硬 模 具 软模 具 的用 途 是 有 限 的 ， 状实体 ， 再采 用 熔 结 、 合 、 结 等 手 段 使 其 逐 层 堆 积 成 一 体 ， 可 以 聚 牯 便 很 多情 况 下 是 要求 制 作 的模 具 具 有 一定 的强 度 、 高 的熔 点 和 适 当 的 较 制 造 出所 设计 的新 产 品 样 件 、 型 或 模 具 ， 单 描 述 就 是 “ 层 制 造 。 寿 命 ， 模 简 分 这就 必 须 要制 造 出硬模 具 。采 用快 速 模 具 制 造方 法 制 造 硬 模 具 逐 层 叠加 ” 类 似 于 积 分过 程 。 ． 的 基 本方 法 是 ： 快 速 成 形 件 作 母 模 ， 根 据 快 速 成 型 件 复 制 得 到 的 用 或 Ｒ Ｐ技 术在 不 需 要 任何 刀 具 、 具 及 工 装 卡 具 的情 况 下 ， 接 接 受 模 直 软 模 具 ， 注（ 浇 或涂 覆 ） 膏 、 石 陶瓷 、 属 基 合 成 材 料 、 属 ， 成 硬模 具 金 金 构 产 品 计 算 机 辅 助 设 计（Ａ 数 据 ， 实 现 任 意 复 杂 形 状 新 产 品 的 快 速 Ｃ Ｄ） 可 ｆ 各种 铸造 模 、 塑模 、 模 的压 型 、 仲模 ）从 而批 量生 产 塑 料件 或 如 注 蜡 拉 ， 制 造 ， 速 制 造 出新 产 品 的样 件 、 具或 模 型 ， 快 模 优越 性 显 而 易见 。 Ｒ 金 属件 。 种 模 具有 良好 的机 械 加 工性 能 ， 进行 局 部 切 削加 工 ， 用 Ｐ 这 可 以便 技 术 快 速 制 造 出 的模 型或 样 件 可 直 接 用 于新 产 品 设 计 验 证 、功 能 验 获 得 更高 的 精度 ， 镶 人 嵌块 、 却 系统 、 注 系统 等 。 或 冷 浇 证 、 验证 、 分析 、 外观 工程 市场 订 货 等 ， 利 于 优化 产 品设 计 ． 大 提 高 有 大 ２４ 用 快 速 成 形 系统 制 作 电脉 冲机 床 用 电极 用 电 火 花 电 极 加工 是 ． 新 产 品开 发 的 一次 成 功 率 ， 短 研 发 周期 ， 低 研 发 成本 。 高 产 品 的 缩 降 提 制 造 钢制 模 具 的一 个 重 要 方 法 ， 别 是 对 于 形 状 复 杂 的 型 腔 ， 火 花 特 电 市 场竞 争 力 。 电极 加 工 应 用广 泛 ， 以将 快 速 成 型技 术 和 电 火 花加 工 技 术 结 合起 来 可 现代 制 造业 广 泛 采用 模 具 来 批量 生 产 和 加 工 机 器零 件 ． 具 成 形 提 高模 具 生 产效 率 。 基本 方 法 是 ： 模 其 用快 速 成 型件 作 为 母 体 ， 后 通过 然 零 件 占翻 造 工 时 的 ５％～ ０ ．在零 件 的成 形 过 程 中往 往 要 经 历 多 次 喷 镀或 涂 覆 金 属 、 末 冶 金 、 密 铸 造 、 注 石 墨粉 或特 殊 研 磨 ， 作 ０ ７％ 粉 精 浇 制 设 计 、 制 、 价 、 进 、 场 多 次 反 复循 环 ， 一 循环 都 涉 及 到 模 具 制 成 良好 导 电性 和 足 够 强 度 的 金 属 电 极 ， 于 电 火 花 加工 型 腔 ， 研 评 改 市 每 用 能大 幅 造 。 具 制 造 是 制约 我 国 制造 业 发 展 的瓶 颈 和 关 键 。而 模 具 是 一 项技 模 降 低模 具 的 生产 成 本 和 时 间 。 术 密 集 型产 品 。 设 计 制 造 涉 及 材 料 、 艺 、 备 等 各 种 因 素 ， 计 和 其 工 设 设 制 造 出一 副 适 用 的 模 具 需 要 经 过 由 设 计 、 造 到 试 模 、 模 的 多 次 反 ３ 结 束 语 制 修 复， 因此 制 模周 期 长 ， 成本 高 。 着快 速 成 型 软 硬件 设 备 与快 速 成 型材 随 快 速 原 型 制 造 技 术 及 以 其 为 基 础 的 快 速 模 具制 造 技 术 在 企业 新 料 的不 断 发 展 和完 善 ，快 速 原 型 件 的强 度 和 精度 得 到 不 断 的 提 高 ， 其 产 品 开发 中发 挥 着 重要 作 用 ． 其 对 于 产 品 样件 开 发验 证 、 批 产 品 尤 小 快 速 设计 、 速 制 造 、 速 校 验 产 品 生 产 的 特 性 尤 其 适 合 模 具 的 快 速 快 快 功 能测 试 、 品 开发 推 广具 有 非 常 重要 的 意 义 。 它 可 以大 大 缩 减新 产 新 制 造 ， 速成 型 技 术 已经 逐 渐 地 深 入 到 模 具 制 造 领 域 。 于 快 速 成 型 快 基 品 的 开发 周 期 。 提高 产 品 开发 的 一 次成 功 率 ， 降低 开 发成 本 ， 免 开发 避 方 法 制造 各 类 简 易经 济快 速 模 具 已 成 为 Ｒ Ｐ技 术 应用 的热 点 问 题 。所 风 险 。当 前 市场 竞 争 越来 越 激 烈 ， 产 品 的 快 速 开发 与推 广 成 为 一个 新 谓 快 速模 具 铡 造 Ｒ （ ｐｄｔ ｌ ｇ技 术 就 是指 以 Ｒ Ｔｒ ｉ
高速加工技术在模具制造中的应用
高速加工技术在模具制造中的应用来源:数控机床网 作者:数控车床 栏目:行业动态 近年来，高速加工(High Speed Cuting)技术的发展迅速，为提高模具制造水平、产品质量提供了新的发展方向。
图1V.切削速度 F.进给速度 D.刀具直径 Ad.切深 Rd.切宽 图2 高速切削方式 图3 传统切削方式 图4 手机型腔 1 高速加工参数在利用高速加工技术过程中，典型的高速切削加工参数有切削速度(指刀具切削处的切削线速度)、进给速度、主轴转速、刀具直径、切削深度、切削量等(图1)。
一般而言，切削速度依据被加工模具材料和使用的刀具材料不同而变化，由经验准则可查出不同材料的刀具在切削钢材时的切削速度的范围。
根据主轴转速与刀具的直径和切削速度关系式N=V×1000/(p×D)(r/min)计算出需要的主轴转速：进给量与刀具的主轴转速有关，它们的关系表达式为F(进给量)=单刃进给量×刀具刃数×主轴转速(mm/min)。
通常，单刃进给量为0.1～0.25mm：每分钟的切削量=F×A d×Rd(mm3/min)。
2 高速切削加工与常规加工的比较高速切削加工与常规的数控加工方法主要区别在于进给速度、加工速度和切削深度这三个工艺参数值不同。
高速切削加工采用高进给速度和小切削深度(图2)，而数控加工则采用低进给速度和大切削深度(图3)。
另外，高速切削加工对机床主轴、切削刀具、计算机数控系统、伺服进给系统和数控编程方法的要求与常规的加工方式不同。
过去模具的型腔加工是电火花(EDM)一统天下。
但近年来，除了窄缝，深槽以及很细的纹理，非用电火花加工的以外，一般形状不太复杂的型腔及三维轮廓已能在高刚度的铣床和加工中心上用涂层铣刀进行高速加工，其加工效率比EDM高。
而实际上，高速铣削更适合于加工形状不是很复杂的浅型腔模具，而对于深型腔和具有内清角的型腔模具，表面有花纹或图案的模具加工起来也存在一定的困难。
高速铣削加工技术在汽车模具制造中的应用
ｄｅ ｉ ｎ ｄ ｔ ｈａ ａ ｎｄ ｅ ｍ ｕｌｉ ｌ ｏ ｒ ｍ ｓ ｆ ｗ ａ ｄ—ｌ ｋｉ ｏｃ ｈａ ａ ｅ —ｆ ｉ ｎｄ ｙ ｃ ｍ ｐｕｔ ｒ — ｉ ｄ ｓ ｇ ａ ａ ｔ ｔ ｃ ｎ ｈａ ｌ ｔｐ ｅ ｐｒ ｇ ａ ｏｒ ｒ —ｏｏ ｎｇ ｂｌ ｋ ｔ ｔ ｃ ｎ ｂｅ ｕｓ ｒ — ｒｅ ｌ ｏ ｅ — ａ ｄｅ
ｍ ａ ｆ ｃ ｕｒ ｎｇ ｐｒ ｅ ｓ ｉ ｖｏ ｖｅ ｎ ｍ ｏｄｉ ｅ ｅ ｉ ｎ ｄａ ａ ｎｕ ａ ｔ ｉ ｏｃ ｓ ｎ ｌ ｄ ｉ ｉ ｆ ｄ ｄ ｓｇ ｔ ．
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｉ ｈ—ｓ ｅ ａ ｈｉ ｎｇ． ｆｖｅ ｘ ｓ ｃ ｒ ｄ ｅ ｙ ｗ ｒ ：ｈ ｇ ｐｅ ｄ ｍ ｃ ｎｉ Ｃ） 术 加 工 制 造 模 具 ，具 有 切 削 ＨＳ 技
２ 五轴 联 动 铣 削
铣 削 加 工 能 够 获 得 良好 的 曲 线 型 近 似 衣 面 。 使 用 球 头 刀
厦 ＿
具 进 行 轴 联 动 铣 削 时 ，通 过 Ｘ、Ｙ、Ｚ 根 轴 方 向 的 直 线 进 ３
给 运 动 ，可 以 保 证 刀 具 切 到 工 件 上 任 意 坐 标 点 ，但 刀 具 轴 线
效 率 高 、 可 以 明 显 缩 短 机 动 加 工 时 间 ，加 工 精 度 高 、 表 面 质 量 好 因 此 可 以 大 大 缩 短 机 械 后 加 工 如
的方 向 不 可 改 变 。 刀 具 轴 线 上 的 点 实 际 切 削 速 度 为 零 ，刀 具 中央 的 容 屑 空 间 也 很 小 。 如 果 这 些 点 参 与 切 削 ，不 利 的 切 削
高速加工机床的应用 麓
高速 铣 削 加 工 技 术 在 汽 车 模 具 制 造 中 的 应 用
浅谈CAM技术在模具工业中的应用
浅谈CAM技术在模具工业中的应用模具是制造业中使用最大、影响面广的工具产品。
没有型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模，就无法生产出被广泛应用和具有竞争价格的塑料件、合金压铸件、钢板件和锻件。
在现代批量生产中，没有高水平的模具，就没有高质量产品，它对企业提高生产效率、降低生产成本也有重要作用。
模具制造已成为先进制造技术的一个重要组成部分。
制造模具的材料通常是难加工材料，目前国内模具型腔一般都釆用电火花加工成型和高速加工技术。
现代加工技术中，模具制造业是最早应用计算机技术来提高设计、制造水平的。
自从现代高速加工技术被引进模具制造工业以来，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测量（CAT）、反求工程（RE）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）和快速原型制造（RP）等在模具制造中获得了广泛而有效的应用。
下面只简要介绍高速加工中CAM技术的应用情况。
计算机辅助制造（CAM）主要用来解决产品造型设计和分析、加工问题，可完成模具产品造型、产品可装配性检查、动态流体分析等工作。
常用软件有UG、Pro/Engineer、Mastercam、Cimatron和CAXA等，这些软件都具有模具设计开发功能。
运用知识工程技术(KBE)，把模具设计原理、经验、技能和规范等结合到系统中，设计人员只要输入工况参数、工程参数或应用要求，系统就能自动推理构造出符合要求的数字化几何模型。
有的设计软件如（UG）还具有数据读入、零件建模、缩放控制、自动模型布局、分模等功能，通过使用过程模板和标准件库，把过程向导技术应用于模具的优化设计中，使只有最基础模具设计概念的初级设计人员也能设计出高质量的模具来，大大提高了模具设计工作的效率。
由于模具的型腔大多数由复杂曲面构成，在高速数控机床上加工时，数控编程是一项繁重工作，编程质量在很大程度上决定了模具零件的加工质量。
影响模具零件编程质量的主要因素有：加工工艺路线、刀具类型、走刀方式和方向、切削用量、转角清根的处理以及加工精度与过切的检查等。
高速切削加工技术及应用论文
浅谈高速切削加工技术及应用摘要：高速切削(high speed cutting,hsc)是近年来迅速崛起的一项先进制造技术。
本文就高速切削加工技术的发展、特点、关键技术及其应用作一简要的研究与阐述。
关键词：高速切削加工；技术；研究；应用中图分类号：tg659 文献标识码：a 文章编号：1006-3315（2011）11-175-0011931年4月德国物理学家carl.j.saloman最早提出了高速切削（high speed cutting）的理论，并于同年申请了专利。
他指出：在常规切削速度范围内，切削温度随着切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值之后，切削温度不但不会升高反而会降低，且该切削速度vc与工件材料的种类有关。
对于每一种工件材料都存在一个速度范围，在该速度范围内，由于切削温度过高，刀具材料无法承受，切削加工不可能进行。
要是能越过这个速度范围，高速切削将成为可能，从而大幅度地提高生产效率。
由于实验条件的限制，当时高速切削无法付诸实践，但这个思想给后人一个非常重要的启示。
一、高速切削加工概述1．高速切削历史和现状高速切削的起源可追溯到20世纪20年代末期。
德国的切削物理学家萨洛蒙博士于1929年进行了超高速切削模拟试验。
1931年4月发表了著名的超高速切削理论，提出了高速切削假设。
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。
近10年来成果显著，至今仍有多所大学、研究所开展了高速加工技术及设备的研究。
2．切削速度的划分根据高速切削机理的研究结果，高速切削不仅可以大幅度提高单位时间材料切除率，而且还会带来一系列的其他优良特性。
高速切削的速度范围定义在这样一个给切削加工带来一系列优点的区域。
这个切削速度区比传统的切削速度高得多，因此也称超高速切削。
通常把切削速度比常规高出5～10倍以上的切削加工叫做高速切削或超高速切削。
3．高速切削的优势高速切削具有以下特点：①可提高生产效率；②降低了切削力；③提高加工质量；④高速切削的切削热对工件的影响小；⑤加工能耗低，节省制造资源；⑥高速切削可以加工难加工材料；⑦简化了加工工艺流程；⑧可降低加工成本。
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网页查看：高速加工技术在模具制造中的应用 发表评论 相关资讯： 高速 1 直线电动机高速进给单元的关键技术 2 高速电主轴设计制造中若干问题的探讨 3 高速切削技术的发展与展望 4 高速电主轴设计制造中若干问题的探讨 5 日本Tungaloy上市高速进给旋削用TAC车刀 加工 1 数控车床加工球面误差分析及消除方法 2 立方氦化硼(CBN)在切削加工中的应用 3 模具企业电火花成型加工误区的分析 4 模具企业电火花成型加工误区的分析 5 PowerMill模具加工软件 技术 1 钢结硬质合金的精密镜面磨削技术的研究 2 CAD新技术：轻量级数据格式 3 浅谈数控车间集成管理技术及产品 4 高速切削技术的发展与展望 5 流程工业CIMS系统技术及其应用 模具 1 模具企业电火花成型加工误区的分析 2 模具企业电火花成型加工误区的分析 3 PowerMill模具加工软件 4 mashan电火花加工技术在模具制造中的应用 5 聚焦环渤海经济圈模具发展需求“第六届华东青岛国际模具和成形技术及设备展览会”移师青岛 制造 1 模块化制造的研究和发展状况 2 高速电主轴设计制造中若干问题的探讨 3 单元化制造系统中动态组织结构研究 4 高速电主轴设计制造中若干问题的探讨 5 钎焊法制造金刚石单层工具的研究 应用
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高速加工技术在模具制造中的应用
来源:数控机床网 作者:数控车床 栏目:行业动态 近年来，高速加工(High Speed Cuting)技术的发展迅速，为提高模具制造水平、产品质量提供了新的发展方向。 图1 V.切削速度 F.进给速度 D.刀具直径 Ad.切深 Rd.切宽 图2 高速切削方式 图3 传统切削方式 图4 手机型腔 1 高速加工参数 在利用高速加工技术过程中，典型的高速切削加工参数有切削速度(指刀具切削处的切削线速度)、进给速度、主轴转速、刀具直径、 切削深度、切削量等(图1)。一般而言，切削速度依据被加工模具材料和使用的刀具材料不同而变化，由经验准则可查出不同材料的 刀具在切削钢材时的切削速度的范围。根据主轴转速与刀具的直径和切削速度关系式N=V×1000/(p×D)(r/min)计算出需要的主轴转 速：进给量与刀具的主轴转速有关，它们的关系表达式为F(进给量)=单刃进给量×刀具刃数×主轴转速(mm/min)。通常，单刃进给量 为0.1～0.25mm：每分钟的切削量=F×A d×Rd(mm3/min)。 2 高速切削加工与常规加工的比较 高速切削加工与常规的数控加工方法主要区别在于进给速度、加工速度和切削深度这三个工艺参数值不同。高速切削加工采用高进给 速度和小切削深度(图2)，而数控加工则采用低进给速度和大切削深度(图3)。另外，高速切削加工对机床主轴、切削刀具、计算机数 控系统、伺服进给系统和数控编程方法的要求与常规的加工方式不同。过去模具的型腔加工是电火花(EDM)一统天下。但近年来，除 了窄缝，深槽以及很细的纹理，非用电火花加工的以外，一般形状不太复杂的型腔及三维轮廓已能在高刚度的铣床和加工中心上用涂 层铣刀进行高速加工，其加工效率比EDM高。而实际上，高速铣削更适合于加工形状不是很复杂的浅型腔模具，而对于深型腔和具有 内清角的型腔模具，表面有花纹或图案的模具加工起来也存在一定的困难。事实上高速铣削和电火花在型腔模具的制造中是相辅相成 的，在型腔模制造过程中，采用什么样的加工方式主要取决于型腔的几何形状、材料的硬度和所要求的工艺参数。 高速切削加工及其精密性生产实践表明，与传统切削加工相比，用高速加工容易生产和剪断切屑，当切屑厚度减小时，切屑温度上升 ，切屑更为碎小。而当应力和切屑都减小时，刀具负载变小，同时，由于产生的摩擦热减少，大量的切削热量被高速离去的切屑带走 ，故模具和刀具的热变形很小，模具表面没有变质及微裂纹，因而大大改善工件的加工质量，并且有效地提高其加工精度。同常规的 加工相比，高速切削加工具有加工循环时间短、所需的刀具数少、切削应力小、产生切屑量大、加工精度高等特点。一般来说高速加 工精度可达10µm以下，表面粗糙度Ra1µm以下。能有效地减少电加工和抛光工作量。 刀具寿命在高性能计算机数控系统的控制下，高速加工工艺能保证刀具在不同速度下工作的负载恒定。再加上刀具每刃的切削量极小 ，有利于延长刀具使用寿命。 淬硬模具的加工高速加工可以在高速度、大进给的方式下完成淬硬钢的精加工，且可达到很高的模具表面质量(Ra0.4µm)，效 率比常规方式高出4～6倍，所加工的材料硬度高达62HRC。而且由于高速加工切削量少，提高了加工及其后续表面光滑度，所以省去 了过去机加工和电加工的磨削和抛光工序。 3 高速加工的刀具 高速切削刀具必须与加工的模具材料有较小的化学亲和力，具有优良的机械性能和热稳定性，即良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的 特性。目前，陶瓷、立方氮化硼 (CBN)、涂层硬质合金等刀具均可作为高速切削模具钢件的刀具材料。如用聚晶方法得到的聚晶立方氮化硼(PCBN)的刀片硬度达 3500～4500HV，已成为高速切削淬硬钢的首选刀具材料。刀具的涂层技术是提高高速切削能力的关键技术之一。 4 高速切削加工对机床的要求 主轴要求动平衡性能好，刚性好，回转精度高，有良好的热稳定性能，能传递足够的力矩和功率，能承受高的离心力，带有测温装置 和冷却装置。如Makino的A55型高速铣床采用电主轴和主轴贯通内冷却方式实现高速高功率输出，并使主轴始终保持低于箱体的温度 。 机床机床必须具有足够高的刚度和最佳的阻尼特性，以防止切削时刀具颤振对工件表面质量产生不利影响：运动灵活，以适应进给轴 的快速移动：要有高的动态特性，除了高的主轴转速和进给速度外，还要有高的加/减速度。 刀具夹紧技术应采用锥部与主轴端面同时接触的双定位刀柄。如德国的HSK空心刀柄。夹紧装置使铣刀刀柄与主轴很好地连接在一起 必须保证在高速下刀具不发生窜动。 5 高速加工对CAM软件的要求 高速加工有着不同于传统加工的特殊的加工工艺要求，故应用于高速加工的CAM 编程系统必须具有很高的计算编程速度，具有全程自动过切处理能力及自动刀柄干涉检查功能，具有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、较强的插补功能、“加工残余分析”功能。 高速加工编程时应注意，由于残余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般应采用多次加工或系列刀具从大到小分次加工 ，直至达到模具所需尺寸，不应用小刀一次加工完成。刀具应缓慢切入工件，下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀，不 宜垂直下刀直接接近模具材料：同时，缓慢地从一个切削层进入另一个切削层比切出后再突然进入另一个切削层要好：其次，尽可能 地保持稳定的切削参数，包括保持切削厚度、进给量和切削线速度的一致性：此外，当遇到某处切削深度有可能增加时，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。这些对高速加工是否成功是至关重要的。 表1 工件材料 刀具直径(mm) 主轴转速(r/min) 进给速度(mm/min) 预硬钢～40HRC 20 6000 1300 10 12000 2500 硬质钢40～53HRC 20 5000 1000 10 9000 1800 硬质钢53～60HRC 20 2000 400 10 4000 800 表2 刀具材料 切削速度(m/min) 主轴转速(r/min) V=pDN/1000→N=1000V/(p×D) 硬质合金 80 1250 有涂层的硬质合金 160 2500 金刚石涂层的硬质合金 300 4800 表3 粗加工 半精加工 精加工 刀具 TiAlN涂层硬质合金 主轴转速(r/min) 12000 12000 32000 进给速度(mm/min) 3000 3000 6000 加工时间(min) 19 1 21 值得注意的是，不是所有CAM软件都能用于高速加工数控编程。在国外已有一些很成熟的适用于高速加工编程的软件包，如英国DelCA M公司的 PowerMill软件模块，还有一些机床厂商专为高速加工开发的CAM软件，如Makino公司将它的FFAUT软件的FF加工模块集成到美国UGS公 司的CAM软件中。国内相关的软件有北航海尔华正软件有限公司开发的CAXA-ME软件。 6 高速切削的应用 在高速加工中，不同工件材料和刀具直径要求的主轴转速与进给速度不一样。表1列举出了采用不同直径的TiAlN涂层球头立铣刀粗加 工硬度不同的硬质钢时采用的主轴转速和进给速度。 机床的主轴转速N与刀具材料及切削速度和刀具尺寸有关。表2列举了使用直径为20mm不同材料的立铣刀在采用不同切削速度时所采用 的主轴转速。 以注射模手机型腔模具加工(图4)为例，模具材料为HI3，硬度为50HRC，现用日本牧野HYPER5 机床进行加工，该机床主轴最高转速为32000r/min，最大进给速度60000mm/min。粗加工和半精加工时用Ø6mm 球头立铣刀，精加工时用Ø4mm 球头立铣刀，总的加工时间41min。各加工阶段所采用的加工参数和所用的加工时间如表3 所示。本例主要说明高速加工能缩短加工时间，提高了加工精度，减少抛光工作量或