模具的高速硬铣

　　 在上世纪90年代中期，高速铣削工艺引入模具制造，特别是同硬加工相联系的高速铣削技术在模具制造业中的推广应用，是模具制造技术的一次重大变革。通过高速硬铣工艺对一次装夹下的模具进行综合加工，不仅可大幅度减少加工时间、改善型面的表面质量和加工精度，而且可以简化生产工艺流程，从而显著缩短模具的制造周期，降低模具的生产成本。
    采用高速硬铣模具，大多数情况可节省制造电极、电火花加工和抛光三道工序。在90年代末，高速硬铣已在许多场合（除一些窄缝、深槽和极小半径的内角加工外）替代了电火花加工。而近年来，由于微细铣刀（目前最小直径为0.03mm～0.1mm的硬质合金立铣刀已列入一些厂家的产品目录）的开发和微细铣削工艺的应用，这使一些窄缝和极小半径的内角完全可以通过采用小直径的立铣刀来进行加工，致使电火花加工的应用范围进一步缩小。根据德国Frauhofer生产技术研究所在2004年对工具和模具企业所进行的咨询表明，在今后几年（至2008年）高速硬铣在工具和模具的加工工艺中所占份额将增长20%，而电火花加工则将减少12%。由此可见，高速硬铣工艺将愈来愈多的在模具制造业中得到推广，这种高速硬铣工艺已成为模具加工的关键工艺。
    高速硬铣虽然给模具制造带来诸多好处，但要卓有成效的应用这种工艺，企业必须要具备一定的条件。也就是企业应有较高职业素质和经验丰富的工艺人员和熟知加工工艺的编程人员，要有合适的高速加工机床，要配备适合于进行高速硬铣的刀夹和刀具以及能选用合理的切削参数等。
专业人员的素质和经验是重要前提
    优化模具的生产工艺流程，旨在减少加工工序和提高加工质量，显然采用高速硬铣工艺是这种优化的主要途经。
    而高速加工和CAD/CAM系统等高技术不仅意味着在加工装备上的高投资，而且还需要有丰富行业经验、能解决实际生产难题的专业人员。要依靠熟知生产工艺的人员根据模具的几何形状、材质、硬度和精度等要求来制定合理的生产工艺流程。在这里，硬铣工艺的抉择，电火花加工的取舍，刀具形式、规格和数量，切削用量的确定，加工时采取何种冷却润滑方式以及NC程序的编制等，都将影响到模具加工的生产效率、加工质量和制造成本。
    有一些模具生产企业，在高速硬铣工艺方面尚缺少实际的经验，如有些企业未经过三轴联动机床使用经验的积累而直接购置五轴联动加工中心。除聘用和培训专业人员外，与机床制造厂、刀具厂以及专业研究机构进行合作是一个重要途径。在模具加工中，进行必要的工艺试验对优化工艺过程也是十分重要的。例如我国一家玩具制造厂的注塑模，加工机床是德国Hermle公司C800V立式加工中心，采用9把不同类型的立铣刀和球头铣刀，加工时采用大流量冷却润滑，加工时间为125分钟。为了制造型腔底部的花纹图案，在铣削加工后接着要进行电火花加工。根据中德“在中国工具和模具制造中的高速加工”研究项目，为优化该模具的生产工艺流程，德国Darmstadt工业大学的生产管理、工艺和机床研究所（PTW）在Hermle公司的C30U加工中心上进行了铣削试验，模具型腔底部的花纹图案的加工并拟通过高速精铣工艺替代电火花加工。试验结果表明，目前加工只需采用6把刀具，减少了3把刀具，这样，除节省刀具费用外，还减少了换刀次数，从而减少了30%的辅助时间，整个加工时间仅需99分钟，加工时间比原先减少了26%。加工时采用微量润滑，减少了刀具磨损。由于免去了电火花加工（也就省掉电极制造），使花纹图案的表面粗糙度降低了50%，同时也避免了由电火花加工造成的模具加工表层的损伤（白色层）。