非金屬模具高速銑削加工技術(shù)應(yīng)用研究

郭旭

摘 要：高速銑削是現(xiàn)階段非金屬模具加工中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)從根本上提升非金屬模具加工水平具有重要意義。本來(lái)就針對(duì)此，分析高速銑削技術(shù)特征，闡述非金屬模具中高速銑削加工技術(shù)應(yīng)用流程，以供參考。

關(guān)鍵詞：非金屬模具;高速銑削加工技術(shù);實(shí)際應(yīng)用

前言：

現(xiàn)階段工業(yè)領(lǐng)域依然在我國(guó)經(jīng)濟(jì)總體系中占據(jù)重要地位，工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日漸復(fù)雜，模具外形呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)將高速銑削加工技術(shù)應(yīng)用在非金屬模具加工中，可以切實(shí)提升加工質(zhì)量及效率，確保切削工作始終處于安全高效化開展。

1、非金屬模具高速銑削加工作業(yè)特征

1.1機(jī)床穩(wěn)定

在非金屬模具的高速銑削加工作業(yè)中，機(jī)床主要采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，內(nèi)部分布著大量的加強(qiáng)筋，使床身結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。通過(guò)使用有限元結(jié)構(gòu)及模態(tài)分析方式，還可對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造處理，確保機(jī)床能夠在高速銑削加工作業(yè)中發(fā)揮出重要作用。

1.2機(jī)床主軸耐熱性高

非金屬高速銑削加工機(jī)床多數(shù)采用電主軸。與傳統(tǒng)加工機(jī)床的機(jī)械主軸相比，電主軸的轉(zhuǎn)速通常在10000r/min，功率則大于15kw。刀柄與主軸間的軸向間隙較小。在電阻軸旋轉(zhuǎn)與切削期間，摩擦阻力較大，產(chǎn)生出的熱量更高。因此高速切削加工中的主軸通常采用耐熱性能良好的材料制作，同時(shí)添入潤(rùn)滑油，減少實(shí)際摩擦量。通常情況下，高速銑削加工機(jī)床電主軸主要為陶瓷材質(zhì)，潤(rùn)滑油主要為由氣形式，部分電主軸還會(huì)配備氣冷裝置。

1.3數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)

高速銑削加工作業(yè)開展期間，應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行功能進(jìn)行調(diào)整，從根本上提升數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行水平。具體來(lái)說(shuō)，高速銑削作業(yè)數(shù)控系統(tǒng)需要具備預(yù)處理功能，由于模具表面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在具體加工期間難以使用同一程序，導(dǎo)致程序文件數(shù)量較多，需要配備大容量的緩沖寄存器。不僅如此，數(shù)控系統(tǒng)還需要保證數(shù)據(jù)高速傳輸要求，從根本上增強(qiáng)大程序運(yùn)行期間的加工效果。

配合使用適宜的插補(bǔ)方式，確保高速切削加工數(shù)控系統(tǒng)能夠滿足平滑過(guò)度插補(bǔ)期間的邊角過(guò)度要求，切實(shí)增強(qiáng)非金屬模具表面質(zhì)量。

數(shù)控系統(tǒng)還需要具備誤差補(bǔ)償功能，能夠有效補(bǔ)償主軸及電機(jī)發(fā)熱后出現(xiàn)的測(cè)量誤差。

1.4驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高進(jìn)給

在使用高速加工機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)過(guò)程中，需要提高系統(tǒng)加速度。由于高速銑削加工驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行反復(fù)加減速，對(duì)系統(tǒng)加速特征的要求更高，需要嚴(yán)格控制切削速度。高速銑削加工中的切割刀具鋒利、直徑較小，在提高小直徑刀具轉(zhuǎn)動(dòng)速度的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)通過(guò)使用合理方式延長(zhǎng)刀具使用壽命。

2、非金屬模具中高速銑削加工技術(shù)刀具及刀柄應(yīng)用要點(diǎn)

由于高速銑削作業(yè)加工速度快，在刀具運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的離心力與振動(dòng)力，對(duì)刀具及刀柄的使用求更高。具體來(lái)說(shuō)，在使用刀具與刀柄過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制其幾何精度，確保產(chǎn)品加工質(zhì)量的實(shí)際要求相同。選擇適宜的裝夾位置，保障加工時(shí)的再現(xiàn)性。刀具及刀柄還需要一定的剛度，避免切削作業(yè)期間刀具退讓，導(dǎo)致生產(chǎn)期間的動(dòng)平衡效果受到不利影響。因?yàn)榉墙饘俨牧系奶匦?，在加工中，進(jìn)刀方式有螺旋進(jìn)刀，弧進(jìn)刀，直線進(jìn)刀等，在加工過(guò)程中先進(jìn)行粗加工，粗加工進(jìn)給量是5mm—10mm，精加工進(jìn)給量是0.5mm，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可以使用潤(rùn)滑劑。

現(xiàn)階段高速銑削加工作業(yè)多數(shù)使用 HSK熱脹緊固式刀柄或高速刀柄。由于高速銑削加工期間的刀具需要承受較大熱量，并且長(zhǎng)期處于高速摩擦與震動(dòng)作用，還需要刀具及刀柄具備良好的抗擊性及耐熱性。

3、非金屬模具中高速銑削加工技術(shù)應(yīng)用流程

在非金屬模具加工過(guò)程中，由于加工需求及加工特征存在較大差異，在使用高速銑削加工技術(shù)時(shí)也需要靈活控制應(yīng)用流程?，F(xiàn)階段非金屬模具加工主要分為粗加工、半精加工、精加工等形式。

在粗加工過(guò)程中，可以有效控制手工作業(yè)量，為后續(xù)半加工產(chǎn)品提供更加清晰的輪廓，提升單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率。在實(shí)際加工作業(yè)工作開展期間，需要嚴(yán)格控制切削用量、切削速度等參數(shù)數(shù)值。在加工現(xiàn)場(chǎng)為坡面或平整區(qū)域的情況下，還應(yīng)當(dāng)選擇不同的加工方式。如采用螺旋等高手段，在沒(méi)有等高層間的刀路層中移動(dòng)，便在實(shí)際加工期間出現(xiàn)頻繁抬刀、進(jìn)刀等問(wèn)題，從根本上保證零件表面質(zhì)量。在等高加工過(guò)程中，可以在加工區(qū)域設(shè)置一次性進(jìn)刀，在不抬刀的情況下，可使用刀狀加工產(chǎn)品，保障產(chǎn)品表面加工質(zhì)量。加工環(huán)節(jié)需要使用由外向內(nèi)的加工順序，盡可能在平面處加工。

在半精工作過(guò)程中，需要解決存在于初加工期間的凹坑問(wèn)題，從根本上提升加工精度，使加工產(chǎn)品表面積輪廓更為平整。在粗加工過(guò)程中，需要對(duì)體積模型方面進(jìn)行加工，而半精加工則需要對(duì)面模型進(jìn)行加工。加工期間應(yīng)切實(shí)優(yōu)化半加工實(shí)施對(duì)策，計(jì)算出粗加工后的個(gè)參與余量，確保精加工后的產(chǎn)品加工余量處于合理范圍之內(nèi)。

在精加工過(guò)程中使用高速銑削加工技術(shù)，需要著重關(guān)注刀具與工件接觸點(diǎn)的選擇，結(jié)合加工品曲面傾斜率、刀具半徑變化情況，靈活設(shè)置精加工方案。通常情況下，精加工曲面半徑應(yīng)當(dāng)大于刀具半徑，并保持在刀具半徑的1.5倍左右，從根本上提升加工期間方向的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)主軸與工件相互碰撞問(wèn)題。精加工環(huán)節(jié)涉及到螺旋加工、高等加工、等高加工等手段。與其他加工方式相比，精加工對(duì)加工質(zhì)量的要求較。不僅需要零件表面質(zhì)量符合預(yù)期目標(biāo)，還需要零件規(guī)格及各項(xiàng)參數(shù)嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)圖紙。精加工會(huì)使用三維螺旋策略，能夠切實(shí)增強(qiáng)高速銑削加工期間的加工速度，延長(zhǎng)刀具使用壽命，避免在非金屬模具加工時(shí)出現(xiàn)材料浪費(fèi)問(wèn)題。

著重關(guān)注高速切削數(shù)控編程軟件設(shè)計(jì)工作，靈活選擇選擇適宜的加工方式，制定出專項(xiàng)核心的加工安全管理機(jī)制。在刀具應(yīng)用期間應(yīng)當(dāng)保障荷載力均衡，數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)編程速度較快。定期檢查高速銑削加工過(guò)程中的防過(guò)切處理及刀柄干涉情況，要求編程軟件需要具備刀具檢查功能。

總結(jié)：總而言之，現(xiàn)階段高速銑削加工技術(shù)在非金屬模具加工生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍不廣，實(shí)際應(yīng)用期間的積極作用尚未充分發(fā)揮出來(lái)。為從根本上發(fā)揮出高速銑削加工技術(shù)作用，還需要著重關(guān)注加工環(huán)節(jié)的刀具選擇、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。針對(duì)高速銑削加工技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)，制定出專項(xiàng)可行的銑削加工管控對(duì)策。

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