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高速加工模具技术优势及应用实例

模具作为紧要的工艺装备，在消费品、电器电子、汽车、飞机制

造等工业行业中占有举足轻重的地位。提高模具生产技术水平和质量是

进展我国模具制造业的紧要因素。由于采纳模具高速切削技术可以明显

提高模具生产效率和模具精度及使用寿命，因此正渐渐取代电火花精加

工模具，并已被国外的模具制造企业普遍采纳，成为模具制造的大趋势。

高速切削应用于模具加工的优势

模具加工的特点是单件小批量、几何形状多而杂，因此加工周期

长，生产效率低。在传统的模具加工工艺中，精加工淬硬模具通常采纳

电火花加工和人工修光工艺，后期加工花费了大量时间。缩短加工时间

和降低生产成本是进展模具加工技术的重要目标。模具专家罗百辉表示，

近年来，模具加工工艺方面有了很多新技术，如高速切削、CAD/CAE设

计仿真、快速原型制模、电火花铣削成型加工和复合加工等，其中最引

人注目、效果最好的是高速切削加工。

高速切削加工模具是利用机床的高转速和高进给速度，以切削方

式完成模具的多个生产工序。高速切削加工模具的优越性重要表现在以

下几个方面：

①高速切削粗加工和半精加工，大大提高金属切除率。

②采纳高速切削机床、刀具和工艺，可加工淬硬材料。对于小型

模具，在材料热处理后，粗、精加工可以在一次装夹中完成；对于大型

模具，在热处理前粗加工和半精加工，热处理淬硬后精加工。

③高速高精度硬切削代替光整加工，削减大量耗时的手工修磨，

比电火花加工提高效率50%。

④硬切削加工最后成型表面，提高表面质量、形状精度（不仅表

面粗糙度低，而且表面光亮度高），用于多而杂曲面的模具加工更具优

势。

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⑤避开了电火花和磨削产生的脱碳、烧伤和微裂纹现象，大大削

减了模具精加工后的表面损伤，提高模具寿命20%。

⑥工件发热少、切削力减小，热变形小，结合CAD/CAM技术用于

快速加工电极，特别是形状多而杂、薄壁类易变形的电极。

高速切削的优势对模具加工的吸引力是不言而喻的，但与此同时，

模具的高速切削加工成本高、对刀具的使用要求高、需要有多而杂的计

算机编程技术做支持、设备运行成本高，因此，由于资金、技术等方面

的原因，国内对高速切削加工模具的应用还不多，目前亟需要解决如何

选择和应用高速加工模具的机床、高速切削刀具、合理的加工工艺、刀

具轨迹编程层以及工艺试验等一系列问题。

加工模具的高速切削机床

选择用于高速切削模具的高速机床时要注意以下问题：

（1）要求机床主轴功率大、转速高，充足粗、精加工。精加工模

具要用小直径刀具，主轴转速达到15000～20000rmp以上。主轴转速在

10000rpm以下的机床可以进行粗加工和半精加工。假如需要在大型模具

生产中同时充足粗、精加工，则所选机床最好具有两种转速的主轴，或

两种规格的电主轴。

（2）机床快速进给对快速空行程要求不太高。但要具有比较高的

加工进给速度（30～60m/min）和高加减速度。

（3）具有良好的高速、高精度掌控系统，并具有高精度插补、轮

廓前瞻掌控、高加速度、高精度位置掌控等功能。

（4）选用与高速机床配套的CAD/CAM软件，特别是用于高速切削

模具的软件。

在模具生产中五轴机床的应用渐渐加添，搭配高速切削加工模具

具有以下优点：①可以更改刀具切削角度，切削条件好，削减刀具磨损，

有利于保护刀具和延长刀具寿命；②加工路线快