1引言
模具是技術型產(chǎn)品和典型的非定型產(chǎn)品，每套模具都要進行創(chuàng)造性的設計、加工數(shù)控編程、生產(chǎn)準備、機械加工、裝配及試模等階段，所經(jīng)過的周期較長，特別是其機械加工費時。因此，如何提高生產(chǎn)效率、縮短開發(fā)周期、提高模具制造水平、降低生產(chǎn)成本一直是模具制造企業(yè)面臨的難題。
無論是沖壓模具還是鍛壓模具，構成模具型腔的材料一般都是采用高強度的耐磨材料制造（如各種牌號的合金工具鋼和不銹鋼等）。這些材料經(jīng)過淬火熱處理后的硬度很高，一般可達到50HRC以上，很難用常規(guī)機械加工方法進行切削精加工。
長期以來，對付這類難加工材料的辦法就是采用電火花（EDM）特種加工方法，電火花加工存在兩個明顯的缺點：一是生產(chǎn)效率低，二是加工質(zhì)量難以保證。
高速切削加工技術的出現(xiàn)為模具制造技術帶來了嶄新的途徑。與電火花（EDM）加工相比，高速切削加工具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、能加工型腔較復雜的硬質(zhì)零件和薄壁零件等優(yōu)點。因此，自20世紀90年代以來，國外模具工業(yè)開始采用高速切削方法進行模具型腔的精加工。
據(jù)統(tǒng)計，目前工業(yè)發(fā)達國家已有85％模具的電加工工藝被高速切削加工工藝所取代，高速切削加工在國際模具制造工藝中的主流地位已確立。我國在20世紀90年代也開始重視高速切削加工技術的研究與應用。高速切削加工模具的關鍵技術是刀具技術和機床技術。本文分析了淬硬模具高速銑削加工刀具的相關技術。
2高速銑削淬硬模具的優(yōu)點
在高速切削加工中最常用的加工方法是高速銑削，用高速銑削模具代替電火花加工模具具有如下優(yōu)點。
（1）加工質(zhì)量好
用傳統(tǒng)電火花加工方法加工模具時，在對工件表面局部高溫放電燒蝕過程中，工件材料表面的物理-機械性能會受到一定損傷，常常會在型腔表面產(chǎn)生微細裂紋，難以保證工件加工質(zhì)量。高速銑削以高于常規(guī)銑削速度10倍左右的切削速度對零件進行加工，毛坯的余量還來不及充分變形就瞬間被切離工件，工件表面的殘余應力非常小。同時，高速銑削過程中機床主軸轉(zhuǎn)速極高（8000r/min～100000r/min），“機床－夾具－工件－刀具”工藝系統(tǒng)的激振頻率遠遠高于其固有頻率范圍，零件加工過程平穩(wěn)無沖擊。因此，零件的加工精度高，表面質(zhì)量好。經(jīng)過高速銑削的模具型腔，表面質(zhì)量可達到磨削的水平，故可省去后續(xù)的磨削加工工序。
（2）生產(chǎn)效率高
由于電火花加工是靠放電燒蝕進行的“微切削”，加工過程非常緩慢，同時，模具型腔表面粗糙度也達不到模具的要求，往往經(jīng)過電火花加工后還需進行費時的手工研磨和拋光模具，因此這種工藝生產(chǎn)效率極低。在加工中心或高速銑床上切削加工模具，其加工過程本身的效率比電火花加工高出好幾倍。同時，可以在工件一次裝夾中完成型腔的粗、精加工及模具其它部位的機械加工，即實現(xiàn)所謂的“一次過”技術（OnePassMachining）。此外，該技術不需
要做電極及后續(xù)的手工研磨和拋光，容易實現(xiàn)加工過程的自動化。因此，高速加工技術的應用使模具開發(fā)速度大為提高。
（3）能加工形狀復雜的硬質(zhì)零件和薄壁零件
由高速切削機理可知，高速銑削時切削力大為減少，切削過程變得比較輕松。高速切削可以加工材料硬度達60HRC以上的淬硬鋼，可以不用切削液，即所謂的硬切削（HardMachining）和干切削（DryMachining）。更為突出的是，在高速銑削中橫向切削力很小，這對加工復雜模具型腔中的一些細筋和薄壁（壁厚可小于1mm）極其有利。當然，高速銑削加工模具也存在一定的局限。當工件材料硬度大于60HRC以上，并且具有既窄又深的型腔且倒角和圓角非常小時，高速銑削加工就顯得非常困難，而采用高速銑削和電火花加工的有機組合就可以達到較好的經(jīng)濟效果。
模具是技術型產(chǎn)品和典型的非定型產(chǎn)品，每套模具都要進行創(chuàng)造性的設計、加工數(shù)控編程、生產(chǎn)準備、機械加工、裝配及試模等階段，所經(jīng)過的周期較長，特別是其機械加工費時。因此，如何提高生產(chǎn)效率、縮短開發(fā)周期、提高模具制造水平、降低生產(chǎn)成本一直是模具制造企業(yè)面臨的難題。
無論是沖壓模具還是鍛壓模具，構成模具型腔的材料一般都是采用高強度的耐磨材料制造（如各種牌號的合金工具鋼和不銹鋼等）。這些材料經(jīng)過淬火熱處理后的硬度很高，一般可達到50HRC以上，很難用常規(guī)機械加工方法進行切削精加工。
長期以來，對付這類難加工材料的辦法就是采用電火花（EDM）特種加工方法，電火花加工存在兩個明顯的缺點：一是生產(chǎn)效率低，二是加工質(zhì)量難以保證。
高速切削加工技術的出現(xiàn)為模具制造技術帶來了嶄新的途徑。與電火花（EDM）加工相比，高速切削加工具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、能加工型腔較復雜的硬質(zhì)零件和薄壁零件等優(yōu)點。因此，自20世紀90年代以來，國外模具工業(yè)開始采用高速切削方法進行模具型腔的精加工。
據(jù)統(tǒng)計，目前工業(yè)發(fā)達國家已有85％模具的電加工工藝被高速切削加工工藝所取代，高速切削加工在國際模具制造工藝中的主流地位已確立。我國在20世紀90年代也開始重視高速切削加工技術的研究與應用。高速切削加工模具的關鍵技術是刀具技術和機床技術。本文分析了淬硬模具高速銑削加工刀具的相關技術。
2高速銑削淬硬模具的優(yōu)點
在高速切削加工中最常用的加工方法是高速銑削，用高速銑削模具代替電火花加工模具具有如下優(yōu)點。
（1）加工質(zhì)量好
用傳統(tǒng)電火花加工方法加工模具時，在對工件表面局部高溫放電燒蝕過程中，工件材料表面的物理-機械性能會受到一定損傷，常常會在型腔表面產(chǎn)生微細裂紋，難以保證工件加工質(zhì)量。高速銑削以高于常規(guī)銑削速度10倍左右的切削速度對零件進行加工，毛坯的余量還來不及充分變形就瞬間被切離工件，工件表面的殘余應力非常小。同時，高速銑削過程中機床主軸轉(zhuǎn)速極高（8000r/min～100000r/min），“機床－夾具－工件－刀具”工藝系統(tǒng)的激振頻率遠遠高于其固有頻率范圍，零件加工過程平穩(wěn)無沖擊。因此，零件的加工精度高，表面質(zhì)量好。經(jīng)過高速銑削的模具型腔，表面質(zhì)量可達到磨削的水平，故可省去后續(xù)的磨削加工工序。
（2）生產(chǎn)效率高
由于電火花加工是靠放電燒蝕進行的“微切削”，加工過程非常緩慢，同時，模具型腔表面粗糙度也達不到模具的要求，往往經(jīng)過電火花加工后還需進行費時的手工研磨和拋光模具，因此這種工藝生產(chǎn)效率極低。在加工中心或高速銑床上切削加工模具，其加工過程本身的效率比電火花加工高出好幾倍。同時，可以在工件一次裝夾中完成型腔的粗、精加工及模具其它部位的機械加工，即實現(xiàn)所謂的“一次過”技術（OnePassMachining）。此外，該技術不需
要做電極及后續(xù)的手工研磨和拋光，容易實現(xiàn)加工過程的自動化。因此，高速加工技術的應用使模具開發(fā)速度大為提高。
（3）能加工形狀復雜的硬質(zhì)零件和薄壁零件
由高速切削機理可知，高速銑削時切削力大為減少，切削過程變得比較輕松。高速切削可以加工材料硬度達60HRC以上的淬硬鋼，可以不用切削液，即所謂的硬切削（HardMachining）和干切削（DryMachining）。更為突出的是，在高速銑削中橫向切削力很小，這對加工復雜模具型腔中的一些細筋和薄壁（壁厚可小于1mm）極其有利。當然，高速銑削加工模具也存在一定的局限。當工件材料硬度大于60HRC以上，并且具有既窄又深的型腔且倒角和圓角非常小時，高速銑削加工就顯得非常困難，而采用高速銑削和電火花加工的有機組合就可以達到較好的經(jīng)濟效果。