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[摘 要]模具是工业生产中的重要组成部分，模具的质量高低将直接影响产品质量等级。随着我国工业水平的不断发展，现阶段在模具加工方面已经出现了越来越多的先进技术，其中高速切削就是应用较为广泛的一种模具加工技术。
[关键词]高速切削；模具；数控加工；技术
中图分类号：G700 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0062-01
高速切削技术的诞生更是突破传统的加工技术，实现了模具加工的自动控制和信息化管理，逐渐发展成一个综合新型技术。通过应用高速切削技术使数控机床的性能有了很大的进步。实现了自动化，高速化、高精度的生产要求。高速切削技术是机械加工技术的主要发展方向，随着数控技术、计算机技术和电子技术的发展，在新型材料的基础上，极大的促进了机械加工业的发展。
1、高速切削加工技术
高速切削加工最核心的内容就是速度，但对于不同加工工件，我们需要使用不同的加工方法和加工速度，所以当前学术界对于高速切削加工有较多种定义：CIRP切削委员会是从线速度的角度来定义高速加工的，切削线速度范围在（500，7000）m/min的均可以视为高速加工；ISO1940标准主要是针对铣削加工而言，关注的焦点集中在主轴速度，转速在8000r/min以上的均可以视为高速切削加工。从某种意义上来说，切削“高速”不仅仅代表着一种技术指标，更多的是经济指标，通过高速切削来帮助企业获得更多的经济效益。
2、高速切削的技术特点
高速切削技术主要有以下几个技术特点：首先是能够大幅度地提高生产效率，这主要是由于高速切削技术极大地减少了加工过程中的机动时间和辅助时间，并且在自动化程度方面也有所提高，因而生产效率能够得到提升。其次是可以获得很高的加工精度，一方面是由于高速切削可以减少至少30%以上的切削力，可以最大限度地减少工件变形；另一方面加工过程中产生的切削热往往来不及传递给工件，也可以将热变形控制在最小范围内。最后是可以降低加工能耗和节约制造资源，由于单位功率的金属切除率高、能耗低以及工件的在制时间短，从而提高了能源和设备的利用率，降低了切削加工在制造系统资源总量中的比例。
3、高速加工模具对机床的要求
高速加工相较于传统模具加工而言对机床要求更高，据调查统计显示，模具制造行业中有80%左右的固定资产投资均是用于购买模具加工设备。高速加工模具对于机床的要求总结起来有以下几点：
3.1机床的主轴转速要高，工作功率要大。主轴转速是决定高速切削是否能够实现的关键因素，其速度如果能够控制在10000r/min以上，那么就可以保证刀具在切削小圆角半径时不会与加工工件发生“摩擦”，進而提高切削质量。此外，模具加工通常是一次性完成，所以主轴功率一定要能够保证其实际工作要求；
3.2机床刚度好。机床刚度分为静、动两种，模具制造材料不管是在强度还是硬度上都很高，加之高速切削工作用刀具直径小、伸长量大，在实际工作过程中很容易就会出现颤振现象。想要提高零件的有效切削率，提高模具制造质量和精度，就必须有刚度极好的机床做基础；
3.3具有很高的主轴转动速度和工作台运动加速度。对于高速切削加工技术而言，主轴的加速度应该维持在160r/s，也就是说在2s中之内其速度就要提高到10000r/min；
3.4性能较好的高速控制系统。数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量的关键，所以高速切削技术一定要配备较先进的数字控制系统，通过不断优化具体算法，改善前馈控制程序，才能够确保高速切削加工技术的高效应用。
4、高速切削数控编程策略
高速切削数控编程通常是使用CAM软件来实现的，实际编程过程中需要注意的地方有以下几点：
4.1模具加工下刀或者行间过渡环节，最好是采用斜式或者圆弧下刀，这样就避免了直接接触工件材料。特别是在行切端点处，一定要通过圆弧进行连接，切不可直线连接。切削层与切削层之间尽可能平稳过渡，这样比切出后再进入更容易提高模具质量；
4.2切削参数设置要尽量平稳，这里不仅仅要控制切削厚度，同时也要保证进给量、切削线速度统一。如果需要深入切削，那么就应该及时降低仅给速度，以保证因负载变化而导致的刀具偏斜，影响工件加工精度和质量。
5、高速切削在模具数控加工中的技术分析
高速切削技术应用在模具生产中，可以大大降低加工时间，缩短了工艺流程。此外，在汽车加工、航空制造技业应用高速切削技术，可以进行超精细加工和复杂曲面加工。比如在生产机翼骨架时，对铝合整体板直接进行高速切削，不仅可以减少工件的重量，保证零件的力学性能，还可以整体提高加工效率，获得较高的技术精度。
5.1高速切削工具
在进行切削过程中，一个重要的问题是解决刀具的磨损。虽然高速切削刀具与工件接触时，与传统方法相比接触频率不同，但是其中产生的磨损也会对切削过程产生影响。在高速度下，会产生离心力和振动，直接影响切削过程的安全性与稳定性。因此，在高速加工刀具的设计过程中必须考虑磨损等安全性问题。选用良好的切削工具可以有效提高生产效率，有效促进机械零件的朝着高精度发展，也就可以满足当今日益发展的机械制造业高精度的生产要求，同时选用良好的刀具材料是企业安全生产的有效保证，是构建企业核心竞争力的基础，也是丰富企业安全文化的根本。
5.2可靠度分析
在数控加工中必须考虑刀具可靠性。选用先进的切削工具，会增加成本投入，在一定情况下可以提高加工效率和加工质量，但是一味的依靠增加成本来提高生产效率也许会适得其反。所以也要考虑降低制造成本，从而提高企业的核心竞争力。为了处理更好的发挥高速切削工具的作用，必须考虑到它的使用条件和切削能力，要进行有效的可靠度分析。但我们也应看到，高速切削技术还是存在着一些问题。高速切削数控技术要求生产具有很高的技术含量，在一定程度制约了高速切削技术的推广和普及。随着高速切屑技术的不断普及，生产企业需要越来越多的专业技术人才在生产实践不断实践，不断创新。
5.3模块化分析
数控系统具有性能优越的特点，高速切削技术生产的数控模具是一种新的科技产品。通过控制编程语言，进行控制单元的组合。通过建立程序控制模块，以提高独立模块的功能，从而可以有效提高数控机床的生产效率。在进行计算机数控数据输入过程时，必须考虑动态不平衡量、径向偏差以及材料的刚性、高精度和转矩的传动。一旦发生工具的变化时，要保证其精度和高速运转的安全性。通过运用计算机管理技术，通过应用一系列数学计算公式，可以有效解决模块化分析的问题，比如在汽车制造业通过应用机械设计原理中的齿轮设计原则，可以得出齿距、模数以及分度圆半径等一系列齿轮数据的函数关系，进而通过建立程序，完成齿轮模块的划分，在进行综合分析，就可以得出符合机床的生产要求的一系列数据，从而在进行生产时，可以有效提高齿轮生产精度。
结束语
高速切削技术只是当前模具加工技术中的一种，在很多模具生产过程中有着较为广泛的应用。但由于我国工业发展起步较晚，相较于一些发达国家在该项技术上还存在着一些不足之处。这就要求企业要着力培养创新性高素质人才，企业要定期开展培训，组织技术人才进行学习访问，要努力学习先进的生产工艺，进而提高企业的核心竞争。
参考资料
[1] 郑兴睿.CAD/CAM在高精密复杂模具设计与制造中的应用[D].昆明理工大学，2013.
[2] 陈明，袁人炜，高速切削过程切削条件优化研究最新动态[J]，机械设计与研究，2011（3）.
[关键词]高速切削；模具；数控加工；技术
中图分类号：G700 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0062-01
高速切削技术的诞生更是突破传统的加工技术，实现了模具加工的自动控制和信息化管理，逐渐发展成一个综合新型技术。通过应用高速切削技术使数控机床的性能有了很大的进步。实现了自动化，高速化、高精度的生产要求。高速切削技术是机械加工技术的主要发展方向，随着数控技术、计算机技术和电子技术的发展，在新型材料的基础上，极大的促进了机械加工业的发展。
1、高速切削加工技术
高速切削加工最核心的内容就是速度，但对于不同加工工件，我们需要使用不同的加工方法和加工速度，所以当前学术界对于高速切削加工有较多种定义：CIRP切削委员会是从线速度的角度来定义高速加工的，切削线速度范围在（500，7000）m/min的均可以视为高速加工；ISO1940标准主要是针对铣削加工而言，关注的焦点集中在主轴速度，转速在8000r/min以上的均可以视为高速切削加工。从某种意义上来说，切削“高速”不仅仅代表着一种技术指标，更多的是经济指标，通过高速切削来帮助企业获得更多的经济效益。
2、高速切削的技术特点
高速切削技术主要有以下几个技术特点：首先是能够大幅度地提高生产效率，这主要是由于高速切削技术极大地减少了加工过程中的机动时间和辅助时间，并且在自动化程度方面也有所提高，因而生产效率能够得到提升。其次是可以获得很高的加工精度，一方面是由于高速切削可以减少至少30%以上的切削力，可以最大限度地减少工件变形；另一方面加工过程中产生的切削热往往来不及传递给工件，也可以将热变形控制在最小范围内。最后是可以降低加工能耗和节约制造资源，由于单位功率的金属切除率高、能耗低以及工件的在制时间短，从而提高了能源和设备的利用率，降低了切削加工在制造系统资源总量中的比例。
3、高速加工模具对机床的要求
高速加工相较于传统模具加工而言对机床要求更高，据调查统计显示，模具制造行业中有80%左右的固定资产投资均是用于购买模具加工设备。高速加工模具对于机床的要求总结起来有以下几点：
3.1机床的主轴转速要高，工作功率要大。主轴转速是决定高速切削是否能够实现的关键因素，其速度如果能够控制在10000r/min以上，那么就可以保证刀具在切削小圆角半径时不会与加工工件发生“摩擦”，進而提高切削质量。此外，模具加工通常是一次性完成，所以主轴功率一定要能够保证其实际工作要求；
3.2机床刚度好。机床刚度分为静、动两种，模具制造材料不管是在强度还是硬度上都很高，加之高速切削工作用刀具直径小、伸长量大，在实际工作过程中很容易就会出现颤振现象。想要提高零件的有效切削率，提高模具制造质量和精度，就必须有刚度极好的机床做基础；
3.3具有很高的主轴转动速度和工作台运动加速度。对于高速切削加工技术而言，主轴的加速度应该维持在160r/s，也就是说在2s中之内其速度就要提高到10000r/min；
3.4性能较好的高速控制系统。数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量的关键，所以高速切削技术一定要配备较先进的数字控制系统，通过不断优化具体算法，改善前馈控制程序，才能够确保高速切削加工技术的高效应用。
4、高速切削数控编程策略
高速切削数控编程通常是使用CAM软件来实现的，实际编程过程中需要注意的地方有以下几点：
4.1模具加工下刀或者行间过渡环节，最好是采用斜式或者圆弧下刀，这样就避免了直接接触工件材料。特别是在行切端点处，一定要通过圆弧进行连接，切不可直线连接。切削层与切削层之间尽可能平稳过渡，这样比切出后再进入更容易提高模具质量；
4.2切削参数设置要尽量平稳，这里不仅仅要控制切削厚度，同时也要保证进给量、切削线速度统一。如果需要深入切削，那么就应该及时降低仅给速度，以保证因负载变化而导致的刀具偏斜，影响工件加工精度和质量。
5、高速切削在模具数控加工中的技术分析
高速切削技术应用在模具生产中，可以大大降低加工时间，缩短了工艺流程。此外，在汽车加工、航空制造技业应用高速切削技术，可以进行超精细加工和复杂曲面加工。比如在生产机翼骨架时，对铝合整体板直接进行高速切削，不仅可以减少工件的重量，保证零件的力学性能，还可以整体提高加工效率，获得较高的技术精度。
5.1高速切削工具
在进行切削过程中，一个重要的问题是解决刀具的磨损。虽然高速切削刀具与工件接触时，与传统方法相比接触频率不同，但是其中产生的磨损也会对切削过程产生影响。在高速度下，会产生离心力和振动，直接影响切削过程的安全性与稳定性。因此，在高速加工刀具的设计过程中必须考虑磨损等安全性问题。选用良好的切削工具可以有效提高生产效率，有效促进机械零件的朝着高精度发展，也就可以满足当今日益发展的机械制造业高精度的生产要求，同时选用良好的刀具材料是企业安全生产的有效保证，是构建企业核心竞争力的基础，也是丰富企业安全文化的根本。
5.2可靠度分析
在数控加工中必须考虑刀具可靠性。选用先进的切削工具，会增加成本投入，在一定情况下可以提高加工效率和加工质量，但是一味的依靠增加成本来提高生产效率也许会适得其反。所以也要考虑降低制造成本，从而提高企业的核心竞争力。为了处理更好的发挥高速切削工具的作用，必须考虑到它的使用条件和切削能力，要进行有效的可靠度分析。但我们也应看到，高速切削技术还是存在着一些问题。高速切削数控技术要求生产具有很高的技术含量，在一定程度制约了高速切削技术的推广和普及。随着高速切屑技术的不断普及，生产企业需要越来越多的专业技术人才在生产实践不断实践，不断创新。
5.3模块化分析
数控系统具有性能优越的特点，高速切削技术生产的数控模具是一种新的科技产品。通过控制编程语言，进行控制单元的组合。通过建立程序控制模块，以提高独立模块的功能，从而可以有效提高数控机床的生产效率。在进行计算机数控数据输入过程时，必须考虑动态不平衡量、径向偏差以及材料的刚性、高精度和转矩的传动。一旦发生工具的变化时，要保证其精度和高速运转的安全性。通过运用计算机管理技术，通过应用一系列数学计算公式，可以有效解决模块化分析的问题，比如在汽车制造业通过应用机械设计原理中的齿轮设计原则，可以得出齿距、模数以及分度圆半径等一系列齿轮数据的函数关系，进而通过建立程序，完成齿轮模块的划分，在进行综合分析，就可以得出符合机床的生产要求的一系列数据，从而在进行生产时，可以有效提高齿轮生产精度。
结束语
高速切削技术只是当前模具加工技术中的一种，在很多模具生产过程中有着较为广泛的应用。但由于我国工业发展起步较晚，相较于一些发达国家在该项技术上还存在着一些不足之处。这就要求企业要着力培养创新性高素质人才，企业要定期开展培训，组织技术人才进行学习访问，要努力学习先进的生产工艺，进而提高企业的核心竞争。
参考资料
[1] 郑兴睿.CAD/CAM在高精密复杂模具设计与制造中的应用[D].昆明理工大学，2013.
[2] 陈明，袁人炜，高速切削过程切削条件优化研究最新动态[J]，机械设计与研究，2011（3）.