高速切削加工技術(shù)是21世紀(jì)的一種先進(jìn)制造技術(shù)，有著強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)高速切削加工技術(shù) 可以解決在汽車模具常規(guī)切削加工中備受困擾的一系列問(wèn)題。

近年來(lái)，在美國(guó)、德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家高速切削加工技術(shù)在大部分的模具公司都得到了廣泛應(yīng)用，85%左右的模具電火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工技術(shù)集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身，已成為國(guó)際模具制造工藝中的主流。

我國(guó)有關(guān)汽車模具高速切削加工技術(shù)的研究起步較晚。據(jù)國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝介紹，我國(guó)眾多模具企業(yè)相繼從美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)家購(gòu)買了大量高速加工設(shè)備及切削刀具，并在實(shí)踐中摸索汽車模具高速切削加工的工藝技術(shù)，取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。但是，一方面，引進(jìn)設(shè)備不等于引進(jìn)技術(shù)。高速切削尤其是大型汽車覆蓋件模具的高速切削方面，沒(méi)有成功的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，怎樣使引進(jìn)的設(shè)備盡快發(fā)揮出應(yīng)有的作用是擺在企業(yè)管理者和工程技術(shù)人員面前的一大課題；另一方面，技術(shù)人員在工作中邊學(xué)習(xí)邊應(yīng)用，摸索、積累了一定的高速切削加工實(shí)例、工藝參數(shù)和工作經(jīng)驗(yàn)，怎樣將這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)總結(jié)保存供其他技術(shù)人員借鑒、避免多走彎路也是一項(xiàng)難題。

高速切削加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)外汽車模具制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并且已取得了巨大的效益，但是高速切削加工的機(jī)理和相關(guān)理論至今仍不完善，針對(duì)汽車模具的高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)尚未建立。國(guó)內(nèi)外企業(yè)選擇高速切削刀具參數(shù)和高速切削加工參數(shù)的方式仍以傳統(tǒng)的“試切”法和“經(jīng)驗(yàn)”法為主，在加工某一新型材料時(shí)，往往需要使用多種刀具進(jìn)行重復(fù)切削試驗(yàn)，研究分析刀具的磨損、破損方式及其原因，從中找出一組最佳的刀具材料和加工參數(shù)，如此反覆多次，盲目性大，并且浪費(fèi)大量的人力、財(cái)力和資源。而針對(duì)特種材料如合金鑄鐵、高強(qiáng)度合金鋼、超級(jí)合金（如鈦合金）等材料的高速切削加工，如何根據(jù)材料特性選擇合適的切削刀具，如何設(shè)計(jì)合理的切削參數(shù)，目前仍在研究和發(fā)展中。

通過(guò)國(guó)內(nèi)外汽車模具制造行業(yè)的高速切削加工技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用，高速切削加工技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：

1、高速切削加工提高了加工速度

高速切削加工以高于常規(guī)切削10倍左右的切削速度對(duì)汽車模具進(jìn)行高速切削加工。由于高速機(jī)床主軸激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“機(jī)床—刀具—工件”系統(tǒng)的固有頻率范圍，汽車模具加工過(guò)程平穩(wěn)且無(wú)沖擊。

2、高速切削加工生產(chǎn)效率高

用高速加工中心或高速銑床加工模具，可以在工件一次裝夾中完成型面的粗、精加工和汽車模具其他部位的機(jī)械加工，即所謂“一次過(guò)”技術(shù)（One Pass Machining）。高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用大大提高了汽車模具的開(kāi)發(fā)速度。

3、高速切削加工可獲得高質(zhì)量的加工表面

由于采取了極小的步距和切深，高速切削加工可獲得很高的表面質(zhì)量，甚至可以省去鉗工修光的工序。

4、簡(jiǎn)化加工工序

常規(guī)銑削加工只能在淬火之前進(jìn)行，淬火造成的變形必須要經(jīng)手工修整或采用電加工最終成形?，F(xiàn)在則可以通過(guò)高速切削加工來(lái)完成，而且不會(huì)出現(xiàn)電加工所導(dǎo)致的表面硬化。另外，由于切削量減少，高速加工可使用更小直徑的刀具對(duì)更小的圓角半徑及模具細(xì)節(jié)進(jìn)行加工，節(jié)省了部分機(jī)械加工或手工修整工序，從而縮短了生產(chǎn)周期。

5、高速切削加工使汽車模具修復(fù)過(guò)程變得更加方便

汽車模具在使用過(guò)程中往往需要多次修復(fù)以延長(zhǎng)使用壽命，如果采用高速切削加工就可以更快地完成該工作，取得以銑代磨的加工效果，而且可使用原NC程序，無(wú)需重新編程，且能做到精確無(wú)誤。

6、高速切削加工可加工形狀復(fù)雜的硬質(zhì)汽車模具

由高速切削機(jī)理可知：高速切削時(shí)，切削力大為減少，切削過(guò)程變得比較輕松，高速切削加工在切削高強(qiáng)度和高硬度材料方面具有較大優(yōu)勢(shì)，可以加工具有復(fù)雜型面、硬度比較高的汽車模具。

在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中，隨著對(duì)塑件的美觀度及功能要求得越來(lái)越高，塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得越來(lái)越復(fù)雜，模具的外形設(shè)計(jì)也日趨復(fù)雜，自由曲面所占比例不斷增加，相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)得越來(lái)越復(fù)雜。這些都對(duì)模具加工技術(shù)提出了更高要求，不僅應(yīng)保證高的制造精度和表面質(zhì)量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對(duì)高速加工技術(shù)研究的不斷深入，尤其在加工機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、CAD/CAM軟件等相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)下，高速加工技術(shù)已越來(lái)越多地應(yīng)用于模具型腔的加工與制造中。

數(shù)控高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工，其切削速度、進(jìn)給速度有了很大的提高，而且切削機(jī)理也不相同。高速切削使切削加工發(fā)生了本質(zhì)性的飛躍，其單位功率的金屬切除率提高了30%~40%，切削力降低了30%，刀具的切削壽命提高了70%，留于工件的切削熱大幅度降低，低階切削振動(dòng)幾乎消失。隨著切削速度的提高，單位時(shí)間毛坯材料的去除率增加了，切削時(shí)間減少了，加工效率提高了，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，高速加工的小量快進(jìn)使切削力減少了，切屑的高速排出減少了工件的切削力和熱應(yīng)力變形，提高了剛性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，轉(zhuǎn)速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率，而工件的表面粗糙度對(duì)低階頻率最為敏感，由此降低了表面粗糙度。在模具的高淬硬鋼件(HRC45~HRC65)的加工過(guò)程中，采用高速切削可以取代電加工和磨削拋光的工序，從而避免了電極的制造和費(fèi)時(shí)的電加工，大幅度減少了鉗工的打磨與拋光量。對(duì)于一些市場(chǎng)上越來(lái)越需要的薄壁模具工件，高速銑削也可順利完成，而且在高速銑削CNC加工中心上，模具一次裝夾可完成多工步加工。

高速加工技術(shù)對(duì)模具加工工藝產(chǎn)生了巨大影響，改變了傳統(tǒng)模具加工采用的“退火→銑削加工→熱處理→磨削”或“電火花加工→手工打磨、拋光”等復(fù)雜冗長(zhǎng)的工藝流程，甚至可用高速切削加工替代原來(lái)的全部工序。高速加工技術(shù)除可應(yīng)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電極加工、快速樣件制造等方面也得到了廣泛應(yīng)用。大量生產(chǎn)實(shí)踐表明，應(yīng)用高速切削技術(shù)可節(jié)省模具后續(xù)加工中約80%的手工研磨時(shí)間，節(jié)約加工成本費(fèi)用近30%，模具表面加工精度可達(dá)1 m，刀具切削效率可提高1倍