• 一、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汽車模具進行高速切削加工。由于高速機床主軸激振頻率遠遠超過“機床—刀具—工件”系統(tǒng)的固有頻率范圍，汽車模具加工過程平穩(wěn)且無沖擊。
  
  
• 二、高速切削加工生產效率高
  
  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械加工，即所謂“一次過”技術(One Pass Machining)。高速切削加工技術的應用大大提高了汽車模具的開發(fā)速度。
  
  
• 三、高速切削加工可獲得高質量的加工表面
  
  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量，甚至可以省去鉗工修光的工序。
  
  
• 四、簡化加工工序
  
  常規(guī)銑削加工只能在淬火之前進行，淬火造成的變形必須要經手工修整或采用電加工最終成形�，F(xiàn)在則可以通過高速切削加工來完成，而且不會出現(xiàn)電加工所導致的表面硬化。另外，由于切削量減少，高速加工可使用更小直徑的刀具對更小的圓角半徑及模具細節(jié)進行加工，節(jié)省了部分機械加工或手工修整工序，從而縮短了生產周期。
  
  
• 五、高速切削加工使汽車模具修復過程變得更加方便
  
  汽車模具在使用過程中往往需要多次修復以延長使用壽命，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，無需重新編程，且能做到精確無誤。
  
  
• 六、高速切削加工可加工形狀復雜的硬質汽車模具
  
  由高速切削機理可知：高速切削時，切削力大為減少，切削過程變得比較輕松，高速切削加工在切削高強度和高硬度材料方面具有較大優(yōu)勢，可以加工具有復雜型面、硬度比較高的汽車模具。

開展汽車模具高速切削工藝技術研究的意義

汽車模具高速切削工藝技術研究的內容

• 一、高速切削加工機理的研究
  
  高速切削加工技術在國內外發(fā)展的時間短，切削機理方面還有很多內容仍需要進一步的研究和完善，主要表現(xiàn)在由于速度大幅提高，加工過程產生的切削力、切削熱、刀具磨損狀況以及加工表面情況都將與傳統(tǒng)加工對應因素所產生的現(xiàn)象和造成的結果顯著不同。高速切削機理的缺乏將阻礙高速切削加工技術的深入應用，因此首先要進行高速切削加工機理的研究以加深技術人員和操作人員對高速切削加工技術的認識，并充分利用高速切削加工技術對汽車覆蓋件模具進行高效高質量的加工。
  
  
• 二、高速切削加工參數(shù)的優(yōu)化
  
  實踐證明，在設備、材料、加工策略一定的情況下使用合理的加工參數(shù)將大大提高工作效率，并做到加工效率、刀具磨損和加工質量的最佳組合。因此，在汽車覆蓋件模具高速切削加工方面進行加工參數(shù)優(yōu)化是提高工作效率和汽車覆蓋件模具加工質量的一個重要技術環(huán)節(jié)。
  
  
• 三、復雜模具曲面高速切削加工策略研究
  
  成功進行高速切削加工的重要前提是承受近乎恒定的切削載荷，在這種條件下能夠保證良好的高速切削加工效果。針對復雜模具曲面，需要進行加工過程中去除材料體積變化小、切削載荷恒定的加工策略研究以避免刀具較快的磨損和減小讓刀誤差。
  
  
• 四、汽車模具高速加工切削數(shù)據庫建立
  
  高速加工切削數(shù)據庫存儲高速切削參數(shù)等數(shù)據供技術人員和操作人員查詢和使用，在管理工藝數(shù)據和輔助技術人員進行工藝規(guī)劃方面起著重要作用。為提高技術人員和操作人員的工作效率、促進企業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，建立針對汽車覆蓋件模具高速加工的切削數(shù)據庫勢在必行。

汽車模具高速切削工藝技術研究的技術手段

• 一、切削加工有限元模擬技術
  
  電腦技術的飛速發(fā)展使得利用數(shù)值模擬方法來研究切削加工過程以及各種參數(shù)之間的關系成為可能，始于上世紀70年代的金屬切削加工的有限元模擬技術在電腦技術的發(fā)展中也得到了長足的進步。金屬切削加工的有限元模擬考慮了材料屬性、刀具的幾何條件、切削加工參數(shù)(切削速度、進給量、切削深度)以及切削加工引起的切削力載荷、熱載荷和殘余應力等因素。在試驗輔助和驗證的基礎上，虛擬切削加工過程中刀具和零件相對運動的作用過程，對切屑成形過程進行動態(tài)物理仿真，可以顯示加工行為以及被加工零件的內部應力、應變、應變率和溫度等物理量的分布情況，預測零件的加工質量和刀具磨損、破損等情況。進而，通過對工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以提高零件的加工質量，有效減少刀具的磨損程度，減少采用傳統(tǒng)試湊法確定新工藝時所需的昂貴費用和時間。另外，金屬切削加工模擬時，可以定義相關因素(加工參數(shù)、刀具幾何條件以及熱、力的上限)與材料的去除率之間的關系。在確保零件加工質量的前提下，通過改變切削參數(shù)提高材料的去除率，從而達到提高生產率的目的。
  
  汽車覆蓋件模具高速切削加工機理和加工參數(shù)優(yōu)化技術涉及材料科學、力學、金屬物理學、機械制造等多個學科，在數(shù)控加工領域一直難以解決�，F(xiàn)有的CAM軟件只能根據零件曲面特徵進行數(shù)控編程，保證刀位軌跡不碰撞、不干涉，但難以保證加工后的零件在表面質量和刀具壽命等物理目標上也是最優(yōu)的，往往造成產品精度低下，刀具磨損嚴重，所以對高速切削加工過程進行最優(yōu)化分析是一項比較困難卻又相當重要的課題。從上述切削加工有限元模擬技術概述來看，走數(shù)字模擬仿真和試驗研究相結合之路，是解決該實際問題的有效措施。切削工藝過程和切屑成形過程的有限元模擬為深入研究切削機理、提高切削加工質量提供了新的、更加有效的分析方法。
  
  
• 二、基于實例推理的高速切削加工數(shù)據庫構建技術
  
  基于實例的推理(CBR—Case-Based Reasoning)起源于二十世紀七十年代，是人工智能技術發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種推理模式。簡單地說，就是利用以前類似問題的解決方案及知識來解決新問題。基于實例推理是一種被廣泛應用于各種問題求解領域的推理方法，應用這種推理方法求解問題不依賴于所求解問題領域的規(guī)則，而是依賴于以前積累的經驗和成功解決的類似實例。這非常接近于人類專家解決問題的思路和方法。
  
  實際上，基于實例推理的技術是一種問題求解方法，可應用于眾多的領域。在汽車模具高速切削加工領域，問題求解要考慮的因素非常多，解決方案的某些部分可用簡單的規(guī)則來確定，但大多數(shù)情況下，則要注意到實際問題的具體情況。如選擇切削刀具時，刀具類型可很簡單地應用規(guī)則來確定，但像刀具尺寸、幾何角度、刀片型號、尺寸、角度、加工參數(shù)等數(shù)據的確定，就很難用簡單有效的規(guī)則來確定。有時，使用某些已經存在的規(guī)則甚至可能導致錯誤的結論。在這種情況下，應用基于規(guī)則的推理就受到了很大的局限，應用人工神經網路演算法又很難處理問題領域的非數(shù)值型數(shù)據，而應用基于實例推理的技術來解決這樣的問題就很容易克服上述困難。
  
  另外，由于積累的經驗少，高速切削加工過程中，零件與刀具材料的最優(yōu)匹配及切削用量的選擇、切削液的選用、機床剛性與工件剛性對加工精度和表面質量的影響及切削方法與機床的選用、刀具壽命與切削用量和加工成本之間的合理匹配、零件及加工面類型對工藝方案的影響等問題，也不能用簡單的公式或規(guī)則來表示。而這些信息和經驗對推廣高速切削技術意義重大，因此如何收集和處理十分重要。而基于實例推理解決問題的方法正好可以利用上述經驗和加工實例來解決高速切削加工過程中出現(xiàn)的各種問題。在目前高速切削加工領域缺乏大量系統(tǒng)適用的切削數(shù)據、經驗和規(guī)則的情況下，應用基于實例推理技術解決問題的思想方法，可為建立高速切削數(shù)據庫、推廣高速切削加工技術，提供一條切實可行的途徑。

汽車模具高速切削工藝技術的技術路線

汽車模具高速切削工藝技術應用實例