高速加工技术及其应用

模具制造中高速加工技术的应用浅析摘要:目前国内模具型腔一般都釆用电火花加工成型,电加工模具的质量和数量在现代化生产的背景下,已经远远不能满足要求。

高速加工技术的出现使模具制造技术登上了一个新台阶,本文在介绍高速加工技术在模具制造中的优越性的基础上,对采用的面向高速加工的加工机床特点和NCP系统工艺措施展开讨论,希望对行业发展有所帮助。

关键词:高速模具优越工艺编程系统1 模具高速加工的优越性与常规切削加工相比,高速加工不论在速度还是质量上都具有不可比拟的优势,主要表现在以下几个方面。

(1)由于采用高的切削速度和高的进给速度,这就使得单位时间内处理的金属材料增多,大大提高了生产效率。

此外,“一次过”技术真正实现了模具加工过程的精简化,用高速加工中心或高速铣床加工模具,可以一次作业完成型腔的粗、精加工和模具零件其它部位的机械加工,这就有效的减少了反复作业的时间,比传统的方法效率提高了好几倍。

而且,高速加工过程不需要传统机床中的电极,也不需要后续的手工研磨与抛光程序,因此,使得模具的生产和开发效率都大大提高。

(2)在高速加工作业中,要达到提高零件表面质量的目的只需要采用较少的步距。

高速生产过程中,高速切削以高于常规切速10倍左右的切削速度对零件进行高速加工,这就减少了表面粗糙化现象,一般来说多余的毛坯材料再被切割下来的瞬间就被带离工件,不会影响后续的处理,所以,通过高速加工技术生产出来的零件残余很少。

(3)在传统的切削作业中,由于作业时间长,工件内的热量散发不出去,从而导致材料质地变软变形,而由于高速加工时切削力大大降低、大部分切削热都随着切屑散发,所以因热量导致工件变形的情况很少发生。

(4)高速加工技术的主轴转速稳定,切削过程中产生的95%以上的热量都被切屑迅速带走。

机床主轴以10000～80000r/min的高转速运转,激振频率和“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围相差很大,减小了共振作用造成的不稳定,使零件的整个加工过程平稳无冲击。

高速加工技术及应用高速加工技术是一种在短时间内迅速、高效地完成工件加工的技术。

它是现代制造业发展的重要一环，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子、模具等领域。

高速加工技术的特点有以下几点：1.高速切削：高速加工技术采用高速旋转的切削工具，使得切削速度大大提高，一般可以达到切削速度的数倍甚至十数倍，从而大大缩短了加工时间。

2.小切削量：高速加工技术多采用微小切削量的方式进行切削，这样可以降低加工对机床、刀具和工件的热影响，提高加工精度。

3.高精度和高表面质量：高速加工技术能够实现很高的加工精度和表面质量，通常可以达到几个微米的加工精度和很低的表面粗糙度。

4.刀具寿命长：高速加工技术采用高硬度和高耐磨性的刀具材料，使得刀具使用寿命大大延长，降低了换刀频率和加工成本。

高速加工技术在以下方面有广泛的应用：1.航空航天领域：在航空航天领域，高速加工技术能够加工各种复杂曲面和薄壁结构件，如发动机叶片、航空航天零件等，提高了零件的精度和表面质量。

2.汽车领域：高速加工技术在汽车制造中主要用于零部件的加工，如发动机缸体、座椅滑块等，能够提高加工效率和产品质量。

3.船舶领域：高速加工技术在船舶制造中主要用于船体结构和轴承加工，如船体钢板切割、轴承的外圈和内圈加工等，提高了加工速度和质量。

4.电子领域：高速加工技术在电子领域主要用于半导体器件的切割和加工，如芯片切割、光纤连接器加工等，提高了加工精度和产品性能。

5.模具领域：高速加工技术在模具制造中主要用于模具的精细加工，如模具的深孔加工、细小结构的加工等，提高了模具的加工精度和寿命。

高速加工技术的发展对于提高制造业的竞争力和产品质量具有重要意义。

随着材料科学和机械加工技术的不断发展，高速加工技术将在更多领域得到应用，并不断推动制造业的发展。

材料加工与制造中的新技术随着科技的进步，材料加工与制造领域也在不断地革新与发展。

新技术的出现，让加工与制造变得更加高效、精准和环保，为产业升级和发展带来了新的机遇和挑战。

一、高速加工技术高速加工技术是一种利用高速的机床和刀具，以较大的进给量和切削深度进行金属材料的切削加工的技术。

相比传统的加工技术，高速加工技术可以大大提高加工效率，降低生产成本。

在高速加工中，钨钢等超硬合金已成为切削工具主要材料，辉带是目前被广泛使用的刀具涂层之一，可大大提高刀具的寿命，使其更加耐磨，减小切削力，提高加工精度和稳定性。

二、立体打印技术近年来，立体打印技术在制造业中引起了广泛关注。

这项技术基于数字化设计，将设计图通过电脑转化为CAD格式，再通过专业的打印机进行扫描和处理，最后利用打印机内部的机械臂、喷头等器件把材料精确地堆积在一起，逐层完成构建出的物品。

立体打印技术能够加工出精度极高和复杂度较高的构件，可以应用于一些特殊的材料加工和生产过程中，比如复杂内部结构的金属零件和医疗用品等。

三、智能制造技术智能制造是一个集成了多个领域内的技术和方法的综合体，涵盖了先进的装备、实时生产计划和控制、数字化设计和生产等各个方面。

利用一些新技术和下一代信息技术，智能制造可以实现生产流程的自适应性和自主化，提高生产效率，从而提高了生产力和企业竞争力。

比如，利用工业机器人和人工智能技术，智能制造可以实现各种自动化加工，快速反应市场变化，生产出优质的产品，并实现对于产品质量、生产时效等方面的精密控制。

四、激光切割技术激光切割技术是一种利用高能量的激光束来切割材料的技术。

它可以对各种材料进行高精度、高效率的切割。

在激光切割过程中，因为激光束的能量非常高，使得切削效果更加准确和平滑，在加工过程中也会产生较少的废料和污染物，使该技术更具环保性。

同时，激光切割技术的应用领域非常广泛，可以应用于钣金、电子、医疗器械、汽车等各个行业。

五、无人化工厂无人化工厂采用自动化生产方式，将机器人带进厂房，建立具有高度自动化的生产线，实现生产流程的自动化和无人化。

试述超高速加工机制超高速加工是一种先进的加工技术，能够在很短的时间内完成复杂零件的高精度加工。

它在精密机械制造、航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。

本文将从超高速加工机制的原理、加工过程、适用材料以及技术发展前景等方面进行详细描述。

超高速加工机制的原理主要是基于高速旋转刀具和高速旋转的工件之间的相对运动。

在超高速加工中，刀具通过高速旋转，切割工件上的材料，完成加工目标。

与传统的加工方式相比，超高速加工具有以下几个显著的特点：1.高速切削：超高速加工的刀具转速通常达到数万转/分钟，可以在非常短的时间内切割掉工件上的材料，提高了加工效率。

2.低切削力：超高速加工中，由于切削速度较高，所以对于材料的切削力要求较低，有效降低了加工时的振动和变形。

3.高精度：超高速加工中的刀具高速旋转和材料快速切削相结合，可以实现高精度的零件加工，尺寸和表面质量都能满足高要求。

超高速加工的加工过程可以分为以下几个步骤：1.刀具接触工件：在加工开始之前，刀具需要接触到工件表面，并将切削力传递给工件。

2.切削过程：刀具高速旋转，切削工件上的材料，形成加工轨迹。

刀具的进给速度和切削速度之间的比值称为切削速度系数，切削速度系数越高，切削效果越好。

3.切屑放出：切削过程中，材料会形成切屑，通过刀具的排屑槽排出，保持刀具与工件表面的清洁。

4.冷却润滑：加工过程中，刀具和工件会产生大量的热量，需要及时进行冷却润滑，以防止刀具和工件过热。

超高速加工适用于多种材料的加工，包括金属、塑料、陶瓷等。

不同材料的加工要求不同，需要选择适合的切削条件和切削工具。

在加工金属时，通常选择硬质合金刀具，由于切削速度高，所以需要冷却剂来降低刀具和工件的温度。

在加工塑料和陶瓷时，常用的刀具材料有多晶超硬材料和立方氮化硼，这些材料具有高硬度和耐磨性，能够高效切削工件。

超高速加工技术在未来具有广阔的发展前景。

随着科技的进步和加工精度的要求不断提高，超高速加工将成为制造业的新趋势。

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。

高速切削加工技术的概念高速切削加工技术是一种在机械加工中使用高速旋转刀具来去除材料的工艺。

它可以提高加工效率、减少加工成本，提高切削质量，并延长刀具寿命。

在高速切削加工技术中，切削速度通常比传统切削速度高出几倍，达到可达到切削极限的速度。

高速切削加工技术的基本原理是通过尽可能高的转速来提高切削速度，以减小切削过程中的切削时间。

高速切削加工技术的发展需要满足以下几个条件：高速切削的刀具材料需要具备良好的硬度、热稳定性和刚性；高速切削需要使用高速转子以提供所需的切削速度；高速切削需要使用高速切削液以冷却和润滑刀具和切削床面。

高速切削加工技术的优点主要体现在以下几个方面：1. 高加工效率：高速切削加工可以提高切削速度，减少切削时间，从而提高加工效率。

与传统切削相比，高速切削可以将加工时间减少50%以上。

2. 高表面质量：高速切削加工可以减小切削过程中的机床振动和切削力，从而获得更高的表面质量。

切削过程中，高速转子产生的离心力可以抑制刀具的振动，提高切削表面的光洁度。

3. 刀具寿命长：高速切削加工可以减小切削温度，减小切削热对刀具的影响，从而延长刀具的使用寿命。

高速切削可以在减小切削温度的同时提高切削速度，从而有效地降低刀具的受热面积，减小刀具的磨损。

4. 减少加工成本：高速切削加工可以提高加工效率，减少切削时间，从而减少加工成本。

高速切削还可以减小切削力和切削温度，减少切削液的消耗，降低切削液的成本。

高速切削加工技术的应用范围广泛，包括航空航天、汽车制造、模具制造、电子制造等领域。

例如，在航空航天制造中，高速切削可以快速精确地加工复杂的零部件；在汽车制造中，高速切削可以提高发动机零部件的加工效率和精度；在模具制造中，高速切削可以提高模具的加工效率和精度；在电子制造中，高速切削可以提高电路板的加工效率和精度。

总之，高速切削加工技术是现代制造业的一个重要发展方向。

通过提高切削速度，高速切削加工可以提高加工效率、减少加工成本，并提高切削表面的质量。

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。

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。