高速切削加工技術(shù)及其在汽車工業(yè)中的應(yīng)用(下)

         如汽車覆蓋件模具大多由各種自由曲面構(gòu)成，高速銑削用高轉(zhuǎn)速、小切深、大進給的加工方法，能提高模具的制造精度，延長模具的使用壽命，從而提高注塑件的質(zhì)量。而且在大進給速度條件下，高速銑削機床具有高精度定位功能和高精度插補功能，特別是圓弧高精度插補。又如，對于前圍檔板沖壓模具的精加工，主要應(yīng)保證型面的質(zhì)量。一般情況下，大面積精銑時要求銑削過程中不更換銑刀或刀刃，一次完成整個型面的銑削，這對銑刀的精度和耐用度要求相當(dāng)高。利用高速切削的技術(shù)特征，選用高切削速度、微進給量和多次切削的精加工工藝，恰恰可以做到揚長避尹短，滿足覆蓋件模具自由曲面加工的要求。為保證沖壓過程中容易進料，應(yīng)使加工刀紋與沖壓材料進料方向一致，因此宜采取射狀走刀。為確保表面加工質(zhì)量，切削深度定為0.2mm，切削進給量為0.2mm/r，切削速度為200m/min，初次刀具半徑為20mm球頭銑刀，清根銑時刀具半徑為8mm球頭銑刀。像這種原來只能用人工(高級鉗工)來進行精修加工的工藝過程，現(xiàn)在完全可以采用高速切削來完成，模具的整體加工效率得到明顯提高。

　　高速切削機床

　　在刀具直徑確定的情況下提高切削線速度，則無疑需要較高的主軸轉(zhuǎn)速；為了通過高速使得刀具的每個齒都獲得適當(dāng)?shù)倪M給率，則高的進給速度和加速度也是必須的。這一切需要全新的機床制造技術(shù)的應(yīng)用，如高速電主軸，高進給率的大螺距滾珠絲杠等。同時，為了將產(chǎn)生熱源的切屑盡快地去除，并更好地潤滑前后刀面，油霧潤滑冷卻裝置的應(yīng)用也尤為重要。顯然，為了滿足高速切削工藝的要求，首先是對機床本身提出了非常高的要求：高速切削機床必須具備足夠高的主軸轉(zhuǎn)速、高的動力學(xué)性能、以及高剛度和吸振性能。

　　如瑞士米克朗公司開發(fā)的5軸聯(lián)動高速加工機床HSMU系列，采用了新型的人造大理石床身材料，整體成型的封閉O形結(jié)構(gòu)，為機床的吸振性和剛性打下了良好的基礎(chǔ)。大螺距的滾珠絲杠由水冷的伺服電機驅(qū)動，保證了高進給速度下機床的穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)配置的機上激光對刀儀保證了高轉(zhuǎn)速下刀具尺寸的測量精確性，從而保證了加工精度。我國浙江萬向集團、煙臺霍富汽車鎖公司和長春一汽富奧等汽車制造及汽車零部件制造企業(yè)已引進了米克朗的高速加工中心及高速5軸聯(lián)動加工中心。

　　近十年來，上海暨華東地區(qū)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，為高速切削加工提供了巨大的市場需求。上汽集團旗下的大眾、通用、匯眾、上柴、拖內(nèi)、荻原等公司正在組建高速切削柔性生產(chǎn)線或高速銑、鏜、鉆削加工單元，用于汽車內(nèi)外覆蓋件模具及汽車發(fā)動機的切削加工。比較常用的切削參數(shù)是：主軸轉(zhuǎn)速8000～12000r/min，進給速度40～80m/min，切削深度0.01～0.05mm：毛坯材料為鑄鋼、鍛材、灰鑄鐵或鋁合金等；采用的刀具主要有高速工具鋼、硬質(zhì)合金、CBN、PCD、鈦涂層刀具或陶瓷刀具。因此，上述參數(shù)范圍內(nèi)的機床設(shè)備及刀具材料具有較大的市場需求。