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高速切削理論隨著數控加工設備及高轉速加工刀具技術的發展而日益被人們所接受；高速切削是一個綜合的概念，它涉及到很多不同的技術領域，它的出現使傳統的加工理念發生了根本性的變化。面對如此全新的加工技術，如何有效地運用它，對汽車模具制造工藝來說是一個新的挑戰。本文就以公司現有的5軸高速設備為例，介紹5軸高速設備在汽車覆蓋件模具制造工藝中的運用情況。                        1）汽車覆蓋件模具有著自身的制造特點，主要表現在：模具的工作部分形狀均為非數學曲面構成，其表面要求圓滑、光順無波紋、棱線清晰，由于一個汽車覆蓋件零件通常需要數副模具才能完成，且各工作型面都要符合于同一個數學模型，因此，其表面粗糙度、形狀精度要求都很高，在斜楔類模具中有多個不同的沖切方向，這就要求制造設備具有任意旋轉角度的功能。 2）高速銑削設備的性能 我公司五軸高速銑設備的主要工藝性能：主軸最高轉速18000r/min，主軸最快進給速度25m/min，A軸旋轉角度±110度，C軸旋轉角度±360度，軸向和徑向切深≤0.3 mm，安裝刀具長度不得大于300mm，重量不得超過5公斤，可五軸連動。 高速銑削特點：由于轉速高、進給快、切削量少，因而切削力小、切削溫度低、刀具撓變小，可以獲得很高的加工表面光潔度，加工效率高；但要求切削載荷均勻。 3）高速銑削工藝的設計 汽車覆蓋件模具零件的加工主要以型面為主，按加工目的不同分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。 粗加工是以單位時間內材料的最大切除量為目標，表面質量和形狀精度要求不高。由于工件大多以鑄件為主，其加工表層硬點多且不均勻，公司高速銑設備少，粗加工我們采用強力銑數控設備，刀具選擇Φ63R8環形銑刀進行等高切削。 半精加工的主要目的是消除粗加工留下的誤差，形狀達到一定的精度，使精加工余量更為均勻，為高速精加工做好準備。由于粗加工后留下的余量是一種鋸齒形，特別是轉角處的余量更大，所以仍使用常規數控設備，選擇Φ30球頭銑刀進行半精加工。其工藝方法是：先用小直徑球頭銑刀將轉角處的余量清均勻，再用Φ30球頭銑刀對大型面進行組合加工。 精加工的主要目的是去除半精加工余量，使型面精度達到技術要求。精加工采用高速銑削設備，選擇Φ20球頭銑刀進行平行線切削方式，以獲得高質量的工作表面，減少鉗工的研配量。 精加工中三軸聯動銑削與五軸聯動銑削的選擇：由于曲面加工是一種點接觸銑削方式，而模具型面曲率變化大，在使用球頭銑刀進行三軸聯動銑削時，刀具與工件的接觸點是隨著曲率的變化而變化的，刀尖點切削速度為零，切削力最小，該點參加切削會使加工表面質量下降，刀刃磨損加劇，同時會使機床主軸Z向受力加重。刀具徑向點切削速度最大，其切削力最大，該點參加切削同樣會加快該處的刀刃磨損。（圖為我公司三軸連動切削過程中刀片的失效形式）也就是說，整個切削過程中切削力是在不斷變化的，刀具直徑越大切削力變化大。因此，應盡量選擇小直徑球頭刀具，以減少切削力的變化。但對于陡壁加工，直徑小、刀桿長則不利于高速加工。 與三軸連動銑削相比，五軸聯動銑削具有一定的優勢。它可通過兩根旋轉軸的運動，始終保持刀具軸線與工件表面成一定（或一定范圍的）角度，避開最大切削速度點和切削速度為零點，使切削力保持一定的穩定，陡壁的加工也不必加長刀桿，對于模具上有多個不同的沖切方向的輪廓面和孔，采用五軸聯動銑削還可簡化加工過程，減少對刀找正等輔助時間。但五軸聯動設備的主軸過大，夾持的刀具直徑小而短，加工中可能會與工件發生干涉，這就限制了它的旋轉角度，對于窄而深的波谷、深腔等零件難于加工。因此，五軸聯動銑削方式在汽車外覆蓋件模具制造中，目前主要運用于型面比較平坦、曲率小且變化不大的模具零件，如汽車外覆蓋件模具等。但汽車外覆蓋件零件型面復雜、曲率變化大的較多，所以，我們經常是固定某一個角度分區加工；或使用3+2軸設備. 高速銑削的運用，不僅僅是它的高速度，還在于使用的工藝方案，在汽車外覆蓋件模具制造中，高速銑削技術還是個起步階段，受刀具、被加工材料等其它因素的影響，高速加工的優勢未能全部發揮出來，但高速加工的形式將一直是我們思考的主題。 注：引用文獻《模具制造手冊（第二版）》機械工業出版社