模具加工的高速銑削加工中心

　　對(duì)模具工業(yè)中使用的高速機(jī)床主要有下列要求：

　　主軸轉(zhuǎn)速高、功率大—為了適應(yīng)模具型腔曲面的高速加工，刀具的半徑應(yīng)小于型腔曲面的最小圓角半徑，以免加工過程中刀具與工件發(fā)生“干涉”(實(shí)際上是過切)，所以加工中常用小直徑的球頭銑刀。由于刀具直徑小(<12mm)，因此要求主軸的轉(zhuǎn)速非常高，有的高達(dá)20000-80000 r/min，以便實(shí)現(xiàn)高速切削;型腔的粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成，故主軸功率要大，中等尺寸加工中心的主軸功率常為10KW到40KW，有的甚至更高。

　　機(jī)床剛度好—模具材料的強(qiáng)度和硬度都很高，加上常常釆用伸長量較大的小直徑端銑刀加工模具型腔，因此加工過程容易發(fā)生顫振，一般都釆用精度高、剛度大的高速電主軸。為了確保零件的加工精度和表面質(zhì)量，用於模具制造的高速機(jī)床必須有很高的靜、動(dòng)剛度，以提高機(jī)床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力。

　　主軸轉(zhuǎn)動(dòng)和工作臺(tái)(溜板)直線運(yùn)動(dòng)都要有極高的加速度—主軸，從啟動(dòng)加速到最高轉(zhuǎn)速(一般高于10000 r/min)，通常只用1~2秒的時(shí)間。工作臺(tái)的加、減速度也從常規(guī)數(shù)控機(jī)床的0.1g?0.2g 提高到 1~5g(g為重力加速度，g=9.81m/s²)，以便可靠地實(shí)現(xiàn)小圓角半徑曲面的高速加工，并達(dá)到必要的型面幾何精度。在模具制造中，對(duì)機(jī)床的進(jìn)給速度則不要求太高，一般有30m/min即可。近年來，矢量控制的變頻調(diào)速永磁式主軸電動(dòng)機(jī)和大推力、大行程直線電動(dòng)機(jī)在高速機(jī)床上的應(yīng)用，為模具制造中廣泛釆用高速加工技術(shù)提供了更加有利的條件。

　　對(duì)于一些復(fù)雜模具的制造，可以釆用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。這種機(jī)床除三個(gè)坐標(biāo)的直線運(yùn)動(dòng)外，主軸頭上的刀具還可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑頭和工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，特別適用于加工具有復(fù)雜型腔曲面的模具零件。對(duì)于大型復(fù)雜模具，還可釆用龍門式五軸加工中心。

　　瑞士Mikron公司的HSM600U型高速加工中心，機(jī)床加工範(fàn)圍800mm×600mm×5000mm，主軸可選用Step-Tec公司最高轉(zhuǎn)速為30000r/min、36000r/min、42000r/min或60000r/min的高速電主軸，當(dāng)釆用36000r/min電主軸時(shí)，功率為32KW(40%ED)/24KW(100%ED)。主軸用氮化硅(Si3N4)陶瓷球軸承，配以油-氣潤滑。進(jìn)給速度40m/min，加速度1.7g，刀庫容量為15~68把刀，立柱釆用龍門式框架結(jié)構(gòu)，剛度高，特別適用于模具制造。