海德汉iTNC 530数控系统与高速模具加工

       引言

　　高速加工（HSM或HSC）是二十世纪九十年代迅速发展应用的先进加工技术。通常是指高的主轴转速（10,000-100,000r/min）、高的进给速度（40m-180m/min）下的铣削加工。
高速加工在实际应用中能解决新材料的加工问题，适应表面质量高、精度高、形状复杂的三维曲面加工，减少和避免效率低的电火花加工，解决薄壁零件的加工问题，数控高速复合加工还可以减少搬运与装夹次数，避免重复定位带来的加工误差等，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。目前国际上高速切削加工技术主要应用于模具、航空航天和汽车工业等复杂曲面的加工领域。国内高速切削加工技术的研究与应用始于20世纪90年代，也是主要应用于模具、航空航天和汽车工业，但采用的高速切削CNC机床、高速切削刀具和CAD/CAM软件等以进口为主。

　　高速加工一般采用高的铣削速度和快速多次走刀来提高效率，小直径刀具，适当的进给量，小的径向和轴向切削深度，即切削体积。随着铣削速度的提高，加工时间大幅度缩短，并且切削力下降、振动小，尤其是径向切削力大幅度降低，零件变形小，由于在切削时大量的切削热被切屑带走，工件表面温度较低。由于高速铣削的的上述特点，高速加工相对常规加工具有突出优点：高生产率、工作平稳、加工表面质量很高，无需再进行其它表面处理工序、有利于加工薄壁零件和高强度、高硬度脆性材料、可缩短交货期、减少设备台数及车间面积、减少工人数量。尽管在初期的设备投资费用增加，但高速铣削工艺的综合效益仍有显着提高。

　　1  高速加工与模具制造

　　目前塑料模具越来越精巧、结构越来越复杂，要求的合模次数接近和超过80万次，采用的模具钢材的硬度越来越高，有的甚至超过HRC 64以上，而模具的交货期却要求越来越短。这些市场特点给模具制造商带来了极大的压力。高速加工技术的出现为模具制造带来了新的发展机会，尤其在中小型精密塑料模具加工中显示了巨大的优势。

　　大多数模具材料都是高硬度、耐磨性能好，其加工难度大。传统工艺广泛采用电火花（EDM）微切削加工成形，生产效率极低。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响，它改变了传统模具加工所采用的“电火花→抛光”等复杂冗长的工艺流程，甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。在模具的高淬硬钢件（HRC45~65）的加工过程中，采用高速切削可以取代电加工和磨削抛光的工序，避免了电极的制造和费时的电加工时间，高速加工技术除可应用于淬硬模具型腔的直接加工（尤其是半精加工和精加工）外，在EDM电极加工、快速样件制造等方面也得到了广泛应用。大量生产实践表明，应用高速切削技术可节省模具后续加工中约60%-100%的手工抛光时间、也可减少EDM的工序与时间、节约加工成本费用近30%、刀具切削效率可提高1倍，这种节约已经在许多国外模具厂商得到了真实反映。

　　用高速铣削加工模具，不仅可用高转速，大进给，且粗、精加工一次完成，大大提高了生产效率。采用高速切削加工淬硬钢模具，硬度60HRC以上，表面粗糙度Ra0.6μm,达到了磨削加工的水平，效率比电加工高数倍，不仅节省了大量的修光时间，还可代替绝大部分的电加工工序。

　　2  高速加工对CNC系统的要求

　　高速加工是一项先进的、复杂的系统工程技术，与传统加工工艺技术相比，它对机床、刀具、刀柄、加工工艺、控制系统、CAD/CAM软件等多项指标都有较高要求。由于模具加工的特殊性以及高速加工技术的自身特点，对模具高速加工工艺系统（加工机床、数控系统、刀具等）提出了比传统模具加工更高的要求。

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