CNC高速加工机床带来更高的模具加工效率
CNC高速加工机床不但能够生产高精度和高表面光洁度的产品，而且节约了大量的时间，大幅度地提高了Dura Mold公司的生产效率。
两年前当Mark Kite先生在美国创建Dura Mold的时候只有20名雇员，没有想到它会很快成长为一家拥有39名雇员、具备多种高端模具加工能力的生产公司。如今的Dura Mold公司可以制造注塑模、锌合金和铝合金压铸模以及适用于各行业的原型模具，涉及汽车、电器、照明、家用及办公器材、休闲车等多个领域。这其中，多样化的战略选择对公司的发展与稳定起到了至关重要的作用，当然，找到合适的高速加工技术来满足公司多样化的需求同样重要。
应对挑战
产品价格和交货期是Dura Mold公司始终面临的两大挑战。在全球市场竞争越来越激烈的情况下，必须不断地争取可能的客户，确保自己的产品比其他公司的产品更早地进入市场，除此之外还要降低成本，提供极具竞争力的价格。不仅如此，在许多情况下，Dura Mold公司还面临着其他挑战，需要帮助客户开发那些可以模压成形和可以铸造的零件，为最终用户提供功能性服务。Dura Mold公司还多次与客户合作，通过改变零件的几何形状、改进材料的流动性，使其能注入到模具中很难到达的区域，或者重新设计零件，以改善零件的脱模性能。对于既不能满足用户要求、也无法适合最终组装的钢制零件，绝不进行二次加工，直接作报废处理。Dura Mold公司的宗旨是：“第一次就把产品做好”。
Dura Mold公司加工生产的油路连接板模具，用于制造汽车自动变速器中的油路传送连接板，其上共有1000多个CMM坐标测量机测试点，公差尺寸要求小于0.0010"
正是因为坚持严格的产品标准和自我要求，Dura Mold公司最终选用了由美国Creative Evolution公司生产的高速加工中心，该机床控制性能极好，可以满足Dura Mold提出的“尽快投入生产，尽可能采用无人化操作加工”的目标。
在过去的两年半中，Dura Mold公司向Creative Evolution公司分别购置了三台高速机床：两台机床为HSD-500型，三轴行程分别为20″×16″×16″，主轴转速为30000r/min；另一台为HSD-1400型，三轴行程分别为53″×28″×26″，主轴转速为24000r/min。两台HSD-500型机床加工精度较高，主要用于加工几何形状比较复杂的小型零件。HSD-1400型机床更大、动力更强，用于加工高硬度的大型工件。HSD-1400机床可使用较大的刀具，对零件进行比较快速的粗加工，因为其加工速度没有小型机床那么快速与敏捷，故只能满足一般所需的生产要求。
HSD-500立式加工中心
Creative Evolution公司的新型CNC机床的控制系统能够不断地事先分析几何形态，从而能够精确地复制所希望的产品形状。它所独具的动态性前瞻特点使其能根据被切削工件的几何形状和机床的独特性能，不断地分析数据的变化量。而高性能硬件和更简单的计算机逻辑方面的最新技术，可以使用户确保其竞争优势。
机床的基础和功率的变化，甚至包括机床本身的微小变化都可能对机床的性能产生很大的影响。而Creative Evolution公司CNC机床经过严格的单独调试，使其性能达到最佳状态，从而能按程序顺利地到达每个指令位置，对机床整个系统的任何元件不会造成过量的应力或损伤。现场的激光校准保证了现场调试的精确性。通过相关的程序控制，机床得以快速、准确地运行。
实践证明，这些机床得到了有效的使用，工作效果很好。自从CNC机床引进到Dura Mold公司，工作人员就开始忙于编写机床的相关代码。尽管配有一台价格低廉、操作简便的经济型机床，但Dura Mold公司仍然选择使用这种操控性更好、功能更加强大的机床。
对加工精度的关注
摒弃加工精度上的保证，单纯地强调速度和无人化操作是没有多大意义的。在模具生产中，加工精度是一项非常重要的因素。最近，Dura Mold公司生产了一种双模腔的模具，在每一个零件上，有超过1000个CMM坐标测量机检测点。在采用该型号机床生产的第一个模具试样上，其测试结果为零公差。在加工时，Dura Mold公司始终坚持将零件的形状、位置、尺寸和段点保持在0.0010"的公差范围之内，实际上其公差尺寸一般在0.0002″～0.0015″之间。
Dura Mold公司对每一件零件的加工都达到了0.0001″的精度水平，特别是电极在其中发挥了关键作用。因为在铣削加工后，高精度和一致性可以使其他后续加工更加容易。如果电极不但精度高，而且一致性好，那么放电加工 但Dura Mold公司车间最初配备的几台机床并不能满足需求，旧的机床存在可靠性的问题。为了压低生产成本，应对来自于竞争的持续挑战，使用旧设备似乎仍然有一定的诱惑力。但事实最终证明，Dura Mold公司投资购置Creative Evolution公司的机床，使其在维持合理成本的基础上增强了竞争优势。况且，该机床的高性能可与其他知名产品相媲美。购置这种价格比普通产品高两倍以上的机床的确要承受很大的压力，这一单项投资相当于许多小本业务的整体投资，甚至更多。但总体比较，在花费相对较小的情况下，由Creative Evolution公司生产的CNC机床能够提供同样或更高的生产能力，并且该公司在兑现服务承诺上一贯有着良好的信誉。 对速度的要求 Creative Evolution公司的CNC机床在加工速度、精度、重复精度和光洁度上均有非常出色的表现。Dura Mold公司采用刀具在该机床上“坐标磨孔”，用刀具在一定的位置上旋孔加工，精度高，加工后的孔径外观漂亮，加工速度也要快得多。 采用HSD-1400型机床的主要优点是：将大型尺寸加工与快速、强大的主轴结合在一起，切削材料的能力很强，而且能够有效地使用小型刀具，最高转速可达24000r/min。项目师们可以使用刀具来修理模具，在不拆卸的情况下对其做项目改变。HSD-1400型机床在很多情况下能够加工处理整个模具总成，可以节约大量时间。 达到更好的业务效果 因为应用了Creative Evolution公司的CNC机床，Dura Mold公司的模具加工生产效率有了明显的提高。新配备的机床能够生产高精度和高表面光洁度的产品，使产品在全球市场中具有更高的价格竞争能力，而且缩短了返工时间、抛光时间、装配时间和交货时间。 采用Creative Evolition CNC机床加工的产品具备较高的光洁度。Dura Mold公司的客户报告反映，通过该机床加工的零件，精度和光洁度都很高，模具的寿命也得以延长。 新配备的机床大幅度地提高了Dura Mold公司的生产能力，使单件产品的生产加工省去一半的时间，达到了“事半功倍”的效果。该公司已对机床采用无人化作业方式，使机床进行昼夜持续的加工作业，每星期7天、每天24小时不停地运转，最终提高了公司的利润率。 新机床运行加工的速度非常快，采用CNC机床进行加工，Dura Mold公司成功地克服了铣削加工等类似的瓶颈问题，从而保证了产品按时甚至提前交货。该公司的重要汽车客户反映，Dura Mold提供的压铸模质量要比以前好得多，可压铸更多的零件，而且很少需要维修与更换。 某油路连接板上的局部细节近视图，具有很高的精度和表面光洁度 获得交口赞誉 在使用过程中，Creative Evolution公司的CNC机床基本上没有出现什么问题，有时候即使有问题也是操作者造成的。在执行高速加工的过程中，Creative Evolution公司提供了很大的帮助，保障了机床持续可靠运行。在运行过程中，有了问题往往通过电话就能解决，如果属于质量保证期内的问题，Creative Evolution公司的代表可以在几个小时内到达进行解决，而不需要等待几天的时间。 与Dura Mold公司情况相似，面临同样挑战的公司也可采用这种高速加工技术，寻求最有价值的加工方法。毕竟，精度高、速度快、性能可靠和易于操作运行的新型机床是非常不错的选择。 早在1992年，Creative Evolution公司就开始设计新型CNC机床，该机床具有四大优点： 1、具有高性能、高水平的新型复杂机床，具备CAD/CAM功能，3-轴、4-轴和5-轴联动； 2、设有内置网络支持，舍弃DNC系统； 3、采用开放式系统结构，避免专用性零件，可以使客户任意选择所需服务； 4、软件具有更新能力，花费中等的软件费用就能获得新的软件升级，不需要按工业界的惯例进行整体更换。 申明： 所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。
FANUC高速、高精加工的参数调整
铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整
(北京发那科机电有限公司 王玉琪)
使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（如模具）时，应根据实际机床的机械性能对CNC系统（包括伺服）进行调整。在FANUC的AC 电机的参数说明书中叙述了一般调整方法。本文是参数说明书中相关部分的翻译稿，最后的“补充说明”叙述了一些实际调试经验和注意事项，仅供大家参考。
对于数控车床，可以参考此调整方法。但是车床CNC系统无G08和G05功能，故车床加工精度（如车螺纹等）不佳时，只能调整HRV参数和伺服参数。Cs控制时还可调整主轴的控制参数。
目录
使用αi电机…………………………………………………P 2
使用α电机……………………………………………………P22
补充说明………………………………………………………P24
1
使用αi电机
3.4.1伺服HRV控制的调整步骤
⑴概述
i系列CNC（15i/16i/18i）的伺服因为使用了HRV2和HRV3控制（21i为选择功能），改善了电流回路的响应，因此可使速度回路和位置回路设定较高而稳定的增益值。
图 3.4.1(a) 使用伺服HRV控制后的效果
速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系统的响应和刚性。因此可以减小机床的加工形状误差，提高定位速度。
由于这一效果，使得伺服调整简化。HRV2控制可以改善整个系统的伺服性能。伺服用HRV2调整后，可以用HRV3改善高速电流控制，因此可进行高精度的机械加工。
若伺服HRV控制与CNC的预读（Look-ahead）控制，AI轮廓控制，AI纳米轮廓控制和高精度轮廓控制相结合，会大大改善加工性能。关于这方面的详细叙述，请见3.4.3节“高速、高精加工的伺服参数调整”。
２
图 3.4.1(b) 伺服HRV控制的效果实例
⑵适用的伺服软件系列号及版本号
90B0/A（01）及其以后的版本（用于15i，16i，18i和21i，但必须使用320C5410伺服卡）。 ⑶调整步骤概况
数控高速切削加工技术的发展与应用研究
试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究
摘要：在当前社会发展过程中，人们对各个加工技术措施和加工效率要求不断的提高，这就要求加工企业在工作的过程中要不断的对加工设备进行更新，保证其能够符合当前社会发展的要求。本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程,通过对其在生产过程中各种加工方式和加工措施进行分析，总结其在工作中的关键所在，为其日后发展中需要的技术和研究方向奠定基础依据。
关键词：高速切削;关键技术;应用研究
数控高速切削技术是随着当前社会技术发展中逐步实现的发展技术措施，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一。在当前社会技术日益发展与完善的过程中，各种相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向，更是当前社会日益进步中的主要趋势所在。我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，在加工企业生产和工作的过程中要利用各种技术手段保证其工作效率的提高，否则在新一轮国际产业结构调整中，使得其市场竞争力落后，造成在企业生产中的效益降低，因此在当前，研究各种先进的加工理论与加工工艺已成为当前不可避免的企业发展趋势。
1、数控高速切削加工的含义
高速切削理论由德国物理学家在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速
度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。
随着社会发展中，对制造业要求的不断提高，高速切削加工逐步的被应用在各个加工企业和加工生产当中，更是被诸多单位广泛的重视。在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，使得其在生产的过程中能够有效的保证加工产品的质量和加工效益，是各个企业生产和加工过程中主要探索的目标和追求方向。
高速加工技术在模具加工中的应用
第２８卷第１７期 ２０１２年９月 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌ ｌｆ．２８ Ｓｅｐ． Ⅳ０．１７ ２０１２
高速加工技术在模具加工中的应用
刘益萍
（长风信息集团，甘肃兰州７３００７０）
摘要：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ａｎｔ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。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 中图分类号：ＴＣ，６５９
作为现代先进制造技术中最重要的共性技术之
一的高速加工技术代表了切削加工的发展方向，并
逐渐成为切削加工的主流技术。高速切削中的“高
速”是一个相对概念，对于不同的加工方式及工件
材料，高速切削时采用的切削速度并不相同。一般
来说，高速切削采用的切削速度比常规切削速度高
５—１０倍以上。由于高速切削技术的应用可显著提
高加工效率和加工精度、降低切削力、减小切削热对
工件的影响、实现工序集约化等。在现代模具的成
形制造中，由于模具的形面设计日趋复杂，自由曲面
所占比例不断增加，因此，对模具加工技术提出了更
高的要求，即不仅应保证高的制造精度和表面质量，
而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术
的研究不断深入，尤其在加工机床、数控系统、刀具
系统、ＣＡＤ／ＣＡＭ软件等相关技术不断发展的推动
下，高速加工技术已越来越多地应用于模具的制造
加工。
高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影
响，改变了传统模具加工采用的“退火一铣削加工
一热处理一磨削”或“电火花加工一手工打磨、抛
光”等复杂冗长的工艺流程，甚至可用高速切削加
CNC机床加工中的加工后处理与表面处理
CNC机床加工中的加工后处理与表面处理
CNC机床加工是一种高精度、高效率的数控加工方法，广泛应用于各种工业领域。然而，在CNC机床加工后，还需要进行加工后处理和表面处理，以达到更高的质量要求和客户的需求。本文将探讨CNC机床加工中的加工后处理与表面处理的重要性和常见技术。
一、加工后处理的重要性
CNC机床加工后处理是指在零部件加工完成后，对其进行相关的处理和整理工作。这一过程对于确保零部件的精度、密实度和表面质量至关重要。以下是加工后处理的几个重要环节：
1. 清洗：清洗是加工后处理的第一步，主要目的是去除零部件表面的金属屑、油脂及其他杂质，确保零部件表面的清洁度。
2. 除尘：CNC机床加工过程中，可能会产生一些细小的燃烧物、尘埃等。除尘操作可以清除这些杂质，防止其附着在零部件表面，影响其精度和质量。
3. 退火：退火是一种热处理方法，通过加热和冷却零部件，改变材料的微观结构，使其获得良好的物理性能。退火操作可以提高零部件的硬度、强度和塑性，减少内应力，提高其使用寿命。
4. 磨削：磨削是去除零部件表面毛刺、氧化皮等不良物质的方法。磨削过程可以改善零部件的表面质量，使其更加光滑平整，并且可以达到更高的尺寸精度。 二、表面处理的重要性
在CNC机床加工后，为了满足不同的功能要求和美观要求，往往需要对零部件进行表面处理。表面处理的主要目的是改变零部件的表面性能，提高其耐磨性、耐腐蚀性和机械性能。以下是几种常见的表面处理技术：
1. 镀层处理：镀层是将金属或非金属物质沉积到零部件表面的过程，主要有电镀、镀锌、镀铬等。这些镀层可以提高零部件的耐蚀性，使其表面更加光滑、美观，并且还能够改善其导热性和导电性。
2. 涂层处理：涂层是在零部件表面形成一层保护膜的方法，常见的有喷漆涂层、电泳涂层等。涂层可以提供一定的抗腐蚀性能，还可以增加零部件的硬度，减少磨损。
3. 氮化处理：氮化是通过在零部件表面镀上氮化层，提高零部件硬度和抗磨性。氮化处理主要有氮气渗入法和离子氮化法等。
现代高速加工技术及装备
现代高速加工技术及装备
摘要:高速切削加工技术是高速主轴系统、高速切削加工理论等诸多相关的硬件与软件技术综合而成的,广泛应用于航空航天、汽车及模具制造业。
关键词:高速加工 高速切削技术 高速加工机床
高速加工是20世纪数控技术之后的又一次革命性的技术发展。从20世纪末进人实用化阶段以后,作为高效率的加工手段之一,在目前的制造业中得到了广泛的应用。
1 高速切削技术的内涵
德国切削物理学家Carl Salomon在1929年进行了开创性的研究,指出在常规的切削速度范围内,切削温度随着切削速度的增大而提高。对于每一种件材料,存在一个速度范围,在这个速度范围内,由于切削温度太高,任何刀具都无法承受,切削加工不可能进行。但是,当切削速度再增大,超过这个速度范围以后,切削温度反而降低。在超高速切削的条件下,切屑的形成过程和普通切削不同。随着切削速度的提高,塑性材料的切屑形态将从带状、片状到碎屑不断演变。单位切削力初期呈上升趋势,尔后急剧下降。
1.1 高速加工技术的优越性
在高速切削加工范围,单位时间内材料切除率增加,大幅度提高加工效率。切削力减少,有利于对刚性较差和薄壁零件的切削加工。切屑以很高的速度排出,带走大量的切削热,有利于减少加工零件的内应力和热变形,提高加工精度。同时高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度。
1.2 高速切削速度的划分
按不同加工工艺划分:车削700～7000m/min,铣削300～6000m/min,钻削200～1100m/min,磨削150～360m/s,这种划分比常规切削速度提高一个数量级,还有继续提高趋势。
2 高速加工技术的结构体系
高速切削加工技术是一个复杂的系统工程,是诸多单元技术集成的一项综合技术。
2.1 高速加工中心主轴及高速切削刀柄
高速主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四个主要部分,是高速加工机床的核心部件,高速主轴一般做成电主轴的结构形式,其关键技术包括高速主轴轴承、无外壳主平衡等等。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”。
常用机加工设备介绍
常用机加工设备介绍
机加工设备是现代制造业中的重要设备，用于加工金属、塑料和其他材料制成工件。随着科技的发展，机加工设备的种类和功能也不断增多。下面将介绍几种常用的机加工设备。
1.数控机床（CNC机床）
数控机床是一种利用计算机控制的自动机床，用于进行复杂的工件加工。通过预先编写好的加工程序，数控机床可以实现高精度的加工操作，并能处理复杂的加工路径。数控机床广泛应用于航空航天、汽车、模具、电子、医疗等行业。
2.铣床
铣床是一种用于切削金属工件的机床。它通过旋转切削刀具，并在工件上进行多个方向的移动，以实现各种形状的切削加工。铣床广泛应用于零件加工、模具制造、机械加工等领域。
3.车床
车床是一种利用切削刀具旋转切削金属工件的机床。车床主要用于加工圆柱形工件，如轴、齿轮等。车床可实现粗加工和精加工，并能加工出各种螺纹和螺旋线形状。
4.钻床
钻床是一种用于钻孔的机床。它通过切削刀具的旋转运动和工件的进给运动来实现钻孔加工。钻床广泛应用于金属加工、木工加工等领域。
5.磨床 磨床是一种用磨料进行金属工件加工的设备。磨床可以实现高精度的表面和形状加工，能够提供更好的加工质量和精度。磨床广泛应用于精密机械制造、模具制造、工具制造等领域。
6.剪床
剪床是一种用于将金属板材切割成所需尺寸的机床。剪床利用切割刀具对金属板材进行剪切，可以实现高效、精确的切割操作。剪床广泛应用于金属加工、汽车制造、船舶制造等行业。
7.冲床
冲床是一种用冲压模具对金属工件进行冲压加工的机床。冲床可以实现高速、连续的冲压操作，广泛应用于汽车制造、电子制造、家电制造等行业。
以上介绍的是一些常用的机加工设备，它们在现代制造业中起到了重要的作用。随着科技的发展，机加工设备的功能也在不断提升，加工精度和效率得到了极大的提高，为制造业的发展带来了巨大的推动力。
CNC机床加工中的材料去除率与表面粗糙度优化
CNC机床加工中的材料去除率与表面粗糙度优化
CNC（Computer Numerical Control）机床是一种先进的数控加工设备，对于各种材料的高效加工起着至关重要的作用。在CNC机床加工过程中，材料去除率及表面粗糙度的优化是提高加工质量和效率的关键因素之一。本文将讨论CNC机床加工中的材料去除率与表面粗糙度优化的方法和技术。
一、材料去除率的优化
材料去除率是CNC机床加工中的重要指标之一，它与加工效率和加工质量密切相关。提高材料去除率可以有效提高加工效率，并降低生产成本。以下是一些优化材料去除率的方法：
1. 切削参数的优化
合理选择切削速度、进给速度和切削深度是优化材料去除率的关键。切削速度过高可能导致刀具磨损过快，而切削速度过低则可能降低材料去除率。进给速度和切削深度过大会增加切削力，降低刀具寿命。因此，需要根据材料的硬度、刀具的材质和其他工艺要求，合理选择切削参数，以达到最佳材料去除率。
2. 刀具的选择与磨削
选择合适的刀具材料、几何形状和刃口处理是提高材料去除率的重要措施。对于不同材料的加工，应选择适合的刀具材料，如硬质合金、高速钢等。此外，通过定期磨削刀具，可以提高刀具的切削性能和寿命，进一步优化材料去除率。
3. 切削润滑和冷却
合理使用切削润滑和冷却剂对材料去除率的提高也起到关键作用。切削润滑剂可以减少切削过程中的摩擦和热量，降低切削力并延长刀具寿命。而冷却剂则可以在切削过程中有效冷却工件和刀具，避免过高的温度对加工质量的影响。
二、表面粗糙度的优化
表面粗糙度是衡量加工精度和表面质量的重要指标。CNC机床加工中，通过优化切削技术和工艺参数，可以有效降低表面粗糙度，提高加工质量。以下是一些优化表面粗糙度的方法：
1. 切削技术的改进
采用合适的切削技术对表面粗糙度进行优化是一种有效的方法。例如，采用小切削进给量和较小的刀具过切量，可以减小加工过程中的振动和切削力，从而提高表面质量和粗糙度。
谈提高数控机床切削效率的途径
・７２・ 价值工程 谈提高数控机床切削效率的途径 Ｔｈｅ Ｗａｙ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ＣＮＣ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ 袁俊杰ＹｕａｎＪｕｎｊｉｅ （哈尔滨哈影电影机械有限公司，哈尔滨１５００００） （ＨａｒｂｉｎＨａｙｉｎｇＦｉｌｍＭａｃｈｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １５００００，Ｃｈｉｎａ 摘要：数控加工作为现代制造业先进生产力的代表，在机械、航空航天和模具等行业发挥着极为重要的作用。在加工精度方面，近１０年来， 普通级数控机床的加工精度已由１０１￣ｍ提高到５１ｘｍ，精密级加工中心则从３－５ｔｘｍ提高到１－１．５１ｘｍ，并且超精密加工精度已开始进入纳米级 （Ｏ．Ｏｌｐ．ｍ）。而新一代高速数控机床特别ｊ高速加工中心的开发应用与超高速切削紧密相关。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅｓ ｏｆ ｍｏｄｅｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｌａｙｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ ｔｏｏｌｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ １０ ｙｅａｒｓ，ｉｎ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｒｏｍ １０ｐ，ｍ ｔｏ ５ｐ，ｍ， ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ３－５ ｍ ｔＯ １－１．５１ｔｉｎ，ａｎｄ ｕｌｔｒａ—ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｈａｓ ｅｎｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｎａｎｏ－ｌｅｖｅｌ（ｎＯｌｔＬｍ）．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｓｈ—－ｓｐｅｅｄ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｈｉｓｈ ｓｐｅｅｄ ｃｕｔｔｉｎｇ． 关键词：加工中心；切削；加工；刀具 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｅｎｔｒｅ；ｃｕｔｔｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｃｕｔｔｅｒ 中图分类号：ＴＧ６５ 文献标识码：Ａ １合理选择切削用量 当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经 显示出很多的优点和强大的生命力，成为制造技术提高加工效率和 质量、降低成本的主要途径。 实践证明，当切削速度提高１０倍，进给速度提高２０倍，远远超 越传统的切削“禁区”后，切削机理发生了根本的变化。其结果是：单 位功率的金属切除率提高了３Ｏ％～４０％，切削力降低了３０％，刀具的 切削寿命提高了７０％，大幅度降低了留在工件上的切削热，切削振 动几乎消失：切削加工发生了本质性的飞跃。根据目前机床的情况 来看，要充分发挥先进刀具的高速加工能力，需采用高速加工，增大 单位时间材料被切除的体积（材料切除率Ｑ ｏ在选择合理切削用量 的同时，尽量选择密齿刀（在刀具每英寸直径上的刀齿数ｔ＞３），增加 每齿进给量，提高生产率及刀具寿命。 ２选择性能好的刀具材料 目前国内外性能好的刀具材料主要有：金属陶瓷、硬质合金涂 层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石（ＰＣＤ）和立方氮化硼（ＣＢＮ）刀具等。 它们各具特点，适应的工件材料和切削速度范围各不相同。ＣＢＮ适 用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等，如加工高硬钢件（５０～６７ＨＲＣ） 和冷硬铸铁时主要选用陶瓷刀具和ＣＢＮ刀具，其中加工硬度６０～ ６５ＨＲＣ以下的工件可用陶瓷刀具，而６５ＨＲＣ以上的工件则用ＣＢＮ 刀具进行切削；ＰＣＤ适用于切削不含铁的金属、合金、塑料和玻璃钢 等，加工铝合金件时，主要采用ＰＣＤ和金刚石膜涂层刀具；碳素工具 钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具：硬质合金涂 层刀具（如涂层ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡＩＮ等）虽然硬度较高，适于加工 的工件范围广，但其抗氧化温度一般不高，所以切削速度的提高也 受到限制，一般可在４０Ｏ一５００ｍ／ｍｉｎ范围内加工钢铁件，而ＡＩ Ｏ，涂 层的高温硬度高，在高速范围内加工时，其耐磨性较ＴｉＣ、ＴｉＮ涂层 都好。 ３加快涂层技术的开发 刀具涂层技术自从问世以来，对刀具性能的改善和加工技术的 进步起着非常重要的作用，涂层刀具已经成为现代刀具的标志，在 刀具中所占比例已超过５０％。在２１世纪初，涂层刀具的比例将进一 步增加，有望在技术上突破ＣＢＮ涂层技术，使ＣＢＮ的优良性能在 更多的刀具和切削加工中得到应用（包括精密复杂刀具和成形刀 具），将全面提高加工黑色金属的切削水平。此外，纳米级超薄超多 层和新型涂层材料的开发应用的速度将加快，涂层将成为改善刀具 性能的主要途径。 ４选择高精度刀片 刀片精度低，跳动量太大，面铣刀加工的平面光洁度将降低，甚 至出现沟状。高精度数控机床上刀片的跳动量应控制在２～５ ｍ。随 着数控机床的发展，相应出现刀片的表面改性涂层处理，很大程度 上提高了刀片精度。与此同时，出现了各种新型可转位刀片结构，如 文章编号：１００６—４３ｌ１（２０１０）０６－００７２—０１ 用于车削的高效刮光刀片、形状复杂的带前角铣刀刀片、球头立铣 刀刀片、防甩飞的高速铣刀刀片等。 ５提高加工表面质量 在保持相同的切削效率（即相同Ｑ值）下，提高切削速度可改善 切屑形成过程和增加切削阻尼，抑制顿振，相应地减少每个刀齿的 进给量能降低切削表面轨迹形成的残留高度，改善表面粗糙度，从 而有利于精密零件和模具的ｍＴ。 ６建立合理的刀具储备 这里的刀具是指高切削效率刀具，而这些刀具的价格较高，相 同直径的铣刀，好刀具的价格可能是普通刀具的几倍甚至十几倍。 如果一个企业长期存放一大批好刀具，而这些刀具又可能长时间用 不上，则造成资金积压。但如果平常一把刀具也不储备，或储备数量 太少，很快就用完了，而新刀具一时又买不到，这样必然会影响数控 加工的效率。 ７设计简易的磨刀夹具 机夹铣刀盘效率高，使用方便，深受操作者欢迎，但刀片消耗量 大，使用成本高，而且多数情况下刀片的损坏是由于刃口磨损造成 的，因此刀片的重磨再利用对工厂来说可获得较高经济效益。硬质 合金刀片的硬度高，磨削效率低，采用单片磨削将达不到节约的目 的，需设计出高效简单的夹具，实现一次装夹多个刀片。 ８加工方式的选择 加工方式可分为顺铣与逆铣两种。而加工中心的机械传动系统 和结构本身就有较高的精度和刚度，相对运动面的摩擦系数小，传 动部件的间隙小，运动惯量小，并有适当的阻尼比，因此可以采用顺 铣的方式加工，以提高加工效率。 ９选择合理的加工路线 数控机床特别是４轴以上加工中心，一般是一次装夹、多方位 加工，并且都有刀库，可自动更换刀具，一次加工成形。因此确定正 确简洁的加工路线，是保证加工质量和提高效率的基础 编程时确 定加工路线的原则主要有：应能保证零件的加工精度和表面粗糙度 的要求；应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间；应使数值计 算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 １０工件装夹的选择 首先，应尽量采用组合夹具，由于通用夹具的柔性差、定位精度 相对较低，当产品批量比较大、加工精度要求高时可以设计专用夹 具。其次，在选择工装时应有利于刀具交换和在线测量，避免发生碰 撞干涉。 １１加工中心的辅助设备要配套 在加工中心采用如刀具预调仪，自动测量装置，精密的检测仪 等测量装置。采用自动测量装置时，操作员无须对零件的定位保证 非常精准，也不需要操作员时刻移动和调节零件以配合加工程序的 某些固定坐标系，可以减少装夹时间。
高速铣削加工技术
模具高速铣削加工技术
一、前言
在现代模具生产中，随着对塑件的美观度及功能要求得越来越高，塑件内部结构设计得越来越复杂，模具的外形设计也日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加，相应的模具结构也设计得越来越复杂。这些都对模具加工技术提出了更高要求，不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在加工机床、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加工与制造中。
数控高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。相对于传统的切削加工，其切削速度、进给速度有了很大的提高，而且切削机理也不相同。高速切削使切削加工发生了本质性的飞跃，其单位功率的金属切除率提高了30%~40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加了，切削时间减少了，加工效率提高了，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小量快进使切削力减少了，切屑的高速排出减少了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度。在模具的高淬硬钢件(HRC45~HRC65)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，从而避免了电极的制造和费时的电加工，大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。对于一些市场上越来越需要的薄壁模具工件，高速铣削也可顺利完成，而且在高速铣削CNC加工中心上，模具一次装夹可完成多工步加工。
高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响，改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、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。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80%的手工研磨时间，节约加工成本费用近30%，模具表面加工精度可达1 m，刀具切削效率可提高1倍。
CNC机床加工中的常见问题和解决方法
CNC机床加工中的常见问题和解决方法
CNC（Computer Numerical Control）机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，广泛应用于各种制造领域。然而，在CNC机床加工过程中，常常会遇到一些问题，这些问题可能会影响生产效率和产品质量。本文将探讨CNC机床加工中的常见问题，并提供相应的解决方法。
一、加工误差
在CNC机床加工过程中，加工误差是一个常见但严重的问题。加工误差可由多个因素引起，如机床本身的精度、刀具磨损、工件固定不稳等。
解决方法：
1. 定期检查和校准机床：定期检查机床的各项指标，如尺寸、精度等，并进行必要的校准。
2. 使用高质量的刀具：选择高质量的刀具，并定期检查和更换磨损严重的刀具。
3. 合理选择切削参数：根据不同工件的要求，合理选择切削参数，如切削速度、进给量等。
4. 工件的正确固定：确保工件在加工过程中的稳定性，使用适当的夹具和夹紧方式。
二、刀具寿命 刀具寿命是CNC机床加工中常见的问题之一。刀具在加工过程中会磨损，当刀具磨损达到一定程度后，加工质量将受到影响。
解决方法：
1. 使用合适的刀具：根据具体加工任务选择合适的刀具，如硬质合金刀具、涂层刀具等。
2. 定期检查和更换刀具：定期检查刀具的磨损情况，并根据实际情况及时更换磨损严重的刀具。
3. 合理选择切削参数：合理选择切削参数，如切削速度、进给量等，以延长刀具寿命。
4. 刀具磨砺和修复：合理使用磨床进行刀具的磨砺和修复，以提高刀具的使用寿命。
三、工件表面质量
工件表面质量是产品质量的重要指标之一。在CNC机床加工过程中，由于刀具磨损、加工参数设置不当等原因，工件的表面质量可能无法满足要求。
解决方法：
1. 合理选择刀具：选择适合加工要求的刀具，并根据需要进行刀具的修复和更换。
2. 优化切削参数：根据工件材料、形状和加工要求，优化切削参数，如切削速度、进给量等，以提高工件表面质量。 3. 定期检查和维护机床：定期检查和维护机床，确保机床的正常运行和精度稳定。