1 前言

　某廠有一臺Rambudi五軸聯動的高速銑床，最大裝夾刀具直徑20mm，主軸功率12kw，最大進給10m/min，主軸轉速1000到15000r/min，FIDIA系統，機床自動減速很好，每當曲率變化急劇時，自動減速，避免了高速時慣性對機床的損害，是比較典型的高速機床。

　雖然高速銑床的轉速可以達到15000轉，但目前只是在準高速上運轉，加工平緩鑄鐵零件的轉速為7000到8000 r/min，進給約6000mm/min，每齒進給0.3-0.4 (mm/齒)左右,使用瓦爾特SΦ20球刀：P3202-D20 刀具材料：WXK15 。根據瓦爾特提供的《切削參數》查得該刀具在8000 r/min時已基本達到切削速度的上限。

  2 刀具切削分析

　刀具的切削速度由刀具材料、被切削材料、還有刀具的參數如：前角、后角等共同決定，一旦選定了刀具，切削速度就確定了，但我們加工模具型面用的是球刀，轉速恒定的情況下，刀具各點的線速度不同，刀尖速度為零，刀徑處最大，汽車模具往往是復雜曲面，刀具切切削點隨時在變化，所以切削速度的變化范圍很大，這在很大程度上制約了汽車模具的高速加工。

　目前，在個別企業高速加工參數已經用到步距0.1mm轉速3萬轉，但對汽車模具來講，高速加工只適合平坦的外板件加工，因為轉速越高，刀具的線速度變化范圍越大，而刀具允許的切削速度范圍遠小于這個值。解決這個問題的途徑就是分片加工，將平緩區域隔離出來單獨加工，為了避免刀具中心線速度為零的缺點，可以適當傾角加工。外板件比如發動機罩的拉延模，產品部分平緩，可以進行高速加工，工藝補充部分就不適合高速加工，內板件幾乎除了壓料面以外找不出平緩面，這里說的平緩面必須要大，如果太小會因分片太多而提刀多，刀具軌跡很短而頻繁拐彎反而不利于高速加工。即便是外板件有些也分不出多少來，比如前圍，外露面較少，平坦區域也就較少，拉延模凸模能分出來高速加工的區域不足20%，這20%可以提高效率30%，那么整個凸模提高效率在5%以上，象發動機罩車門等件還要高些有可以達到20%以上。如果一個零件只能分出一小片來高速加工，對整體而言不一定提高效率。

  3 高速編程注意事項

　3.1 數模表面質量的檢查

　數模的質量對高速加工起著很重要的作用，會直接影響刀軌的光順性，進而影響效率和質量。根據我們以往的經驗，在模具型面進行加工前提前進行數模表面的質量分析是非常有必要的。

　(1)分析的主要內容：

　產品型面的光順性、裂縫和缺陷、在拉延方向有無負角、工藝補充部分是否倒圓角等，保證實物加工質量。

　(2)分析方法：

　1)用斷面曲率梳和高斯半徑進行的產品型面光順性分析,發現產品數模表面質量問題。

　2)通過視圖操作、偏差分析等，檢查數模是否存在扭曲、重疊、裂縫等缺陷。

　3)加工型面數模精度的分析，分析數模在制作時的公差，對表面加工質量能造成的影響提前預計。

　4)進入UG加工環境，對加工的數模進行驗證，對有異常的面(被加工面顯示虛線方框)，提前處理，防止扎刀現象的發生。要分析仔細，尤其是較小的過渡面、圓角面易發生問題，這一點很重要，高速加工時一但出現過切等錯誤，可能造成很大的事故。

　3.2 型面分片及接刀原則

　(1)模具型面加工時，采用分塊編程，把平坦和陡峭的面分開，以改善加工工藝性，提高加工效率。如圖1所示，平坦區域的程序1就可以考慮使用高速加工。

　 (2 )走刀方式

　對于外覆蓋件的拉延模，要有足夠的重視，盡量沿車身方向走刀加工，如圖2所示。

　(3 )進刀退刀方式

　在進刀和退刀時采用圓弧切入切出的進退刀方式。為不要留下駐刀痕，提高加工表面光潔度和精度，在程序設計時,在切入和切出位置附加一段圓弧程序段，使該圓弧段在加工初始切削點處，與初始切削元素相切，這樣刀具以圓弧方式切入工件，保證被加工表面的光潔度，如圖3所示。

　(4)順逆銑的選擇

　型面加工當走刀方式是按固定方向加工時，采用順銑加工。

  4.五軸聯動功能

　高速銑床有五軸聯動的功能，但我認為在汽車模具中不是很適合，如果加工比較大而且規則的零件，用五軸聯動效果很好，而象葉輪等零件沒有五軸聯動加工會很困難，但是汽車模具型面比較復雜，不可能始終沿零件法向，因為如果這樣機床擺頭過于嚴重，肯定與模具型面干涉，既然做不到刀具始終用相同的區域來切削，也就失去了五軸聯動的意義。還有一個重要的問題，那就是如果用三聯動，機床的A軸與C軸是靠液壓系統鎖死的，如果用五軸聯動，機床的A軸與C軸是靠機床自身的驅動系統控制的，這大大降低了機床的剛性，對保持五軸精度極為不利，并且五軸的插補速度要比三軸低。

　最近，該廠開始加工檢具，這給五軸聯動很好的用武之地，檢具的材料主要是樹脂，材料軟，避免了五軸聯動剛性差的缺點。檢具中變角度的輪廓，以及很多斜孔，使用五軸聯動的程序極大的提高了加工效率，如果沒有五軸聯動，變刀軸的輪廓是靠球刀以仿型方式加工，有了五軸聯動可以使用立銑刀以側刃加工，加工效率差別很大。