選擇用于高速切削模具的高速機(jī)床時(shí)，要留心哪些疑問?而高速切削加工需配備合適的刀具，硬質(zhì)合金涂層刀具、聚晶增強(qiáng)陶瓷刀具的運(yùn)用，使得刀具一同兼具高硬度的刃部和高耐性的基體成為也許，促進(jìn)了高速加工的展開。

圖 用于加工模具的高速切削機(jī)床與刀具

一、加工模具的高速切削機(jī)床

選擇用于高速切削模具的高速機(jī)床時(shí)，要注意以下問題：

要求機(jī)床主軸功率大、轉(zhuǎn)速高，滿足粗、精加工。精加工模具要用小直徑刀具，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到15000-20000rpm以上。主軸轉(zhuǎn)速在10000rpm以下的機(jī)床，可以進(jìn)行粗加工和半精加工。如果需要在大型模具生產(chǎn)中同時(shí)滿足粗、精加工，則所選機(jī)床最好具有兩種轉(zhuǎn)速的主軸，或兩種規(guī)格的電主軸。

機(jī)床快速進(jìn)給對快速空行程要求不太高，但要具有比較高的加工進(jìn)給速度(30-60m/min)和高加減速度。

具有良好的高速、高精度控制系統(tǒng)，并具有高精度插補(bǔ)、輪廓前瞻控制、高加速度、高精度位置控制等功能。

選用與高速機(jī)床配套的CAD/CAM軟件，特別是用于高速切削模具的軟件。

在模具生產(chǎn)中，五軸機(jī)床的應(yīng)用逐漸增加，配合高速切削加工模具，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

可以改變刀具切削角度，切削條件好，減少刀具磨損，有利于保護(hù)刀具和延長刀具壽命;

加工路線靈活，減少刀具干涉，可以加工表面形狀復(fù)雜的模具以及深腔模具;

加工范圍大、適合多種類型模具加工。

五軸機(jī)床通常有工作臺式五軸機(jī)床和銑頭式五軸機(jī)床兩類，可以針對模具類型進(jìn)行選擇。銑頭式五軸機(jī)床中，可更換銑頭和更換電主軸頭的五軸機(jī)床，可分別用于模具的粗、精加工。

二、高速切削模具的刀具技術(shù)

高速切削加工需配備適宜的刀具。硬質(zhì)合金涂層刀具、聚晶增強(qiáng)陶瓷刀具的應(yīng)用，使得刀具同時(shí)兼具高硬度的刃部和高韌性的基體成為可能，促進(jìn)了高速加工的發(fā)展。

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片的硬度可達(dá)3500-4500HV，聚晶金剛石(PCD)硬度可達(dá)6000-10000HV。

近年來，德國SCS、日本三菱(神鋼)及住友、瑞士山特維克、美國肯納飛碩等國外有名刀具公司，先后推出各自的高速切削刀具，不僅有高速切削普通結(jié)構(gòu)鋼的刀具，還有直接高速切削淬硬鋼的陶瓷刀具等超硬刀具，尤其是涂層刀具，在淬硬鋼的半精加工和精加工中發(fā)揮著巨大作用。

目前，國內(nèi)高速加工刀具的開發(fā)與國外還有較大差距，而進(jìn)口刀具的昂貴價(jià)格也成為阻礙高速切削模具應(yīng)用的重要因素。

一般來說，要求刀具以及刀夾的加速度達(dá)到3g以上時(shí)，刀具的徑向跳動要小于0.015mm，而刀的長度不大于刀具直徑的4倍。據(jù)SANDVIK公司的實(shí)際統(tǒng)計(jì)，在使用碳氮化鈦(TiCN)涂層的整體硬質(zhì)合金立銑刀(58HRC)進(jìn)行高速銑削時(shí)，粗加工刀具線速度約為100m/min，而精加工和超精加工時(shí)，線速度超過了280m/min。

據(jù)國內(nèi)高速精加工模具的經(jīng)驗(yàn)，采用小直徑球頭銑刀進(jìn)行模具精加工時(shí)，線速度超過了400m/min，這對刀具材料(包括硬度、韌性、紅硬性)、刀具形狀(包括排屑性能、表面精度、動平衡性等)以及刀具壽命都有很高的要求。

因此，在高速硬切削精加工模具時(shí)，不僅要選擇高速度的機(jī)床，而且必須合理選用刀具和切削工藝。

在高速加工模具時(shí)，要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面：

根據(jù)不同的加工對象，合理選擇硬質(zhì)合金涂層刀具、CBN和金剛石燒結(jié)層刀具。

采用小直徑球頭銑刀進(jìn)行模具表面精加工，通常精加工刀具直徑<10mm。根據(jù)被加工材料以及硬度，所選擇的刀具直徑也不同。在刀具材料的選用方面，TiAIN超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金涂層刀具潤滑條件好，在切削模具鋼時(shí)，具有比TiCN硬質(zhì)合金涂層刀具更好的抗磨損性能。

選擇合適的刀具參數(shù)，如負(fù)前角等。高速加工刀具要求比普通加工時(shí)抗沖擊韌性更高、抗熱沖擊能力更強(qiáng)。

采取多種方法提高刀具壽命，如合適的進(jìn)給量、進(jìn)刀方式、潤滑方式等，以降低刀具成本。

采用高速刀柄。目前應(yīng)用最多的是HSK刀柄和熱壓裝夾刀具，同時(shí)應(yīng)注意刀具裝夾后主軸系統(tǒng)的整體動平衡。

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