高速加工（HSM或H......



高速加工（HSM或HSC）是二十世紀(jì)九十年代迅速發(fā)展應(yīng)用的先進(jìn)加工技術(shù)。通常是指高的主軸轉(zhuǎn)速（10,000-100,000r/min）、高的進(jìn)給速度

(40m-180m/min)下的銑削加工。高速加工在實(shí)際應(yīng)用中能解決新材料的加工問題，適應(yīng)表面質(zhì)量高、精度高、形狀復(fù)雜的三維曲面加工，減少

和避免效率低的電火花加工，解決薄壁零件的加工問題，數(shù)控高速復(fù)合加工還可以減少搬運(yùn)與裝夾次數(shù)，避免重復(fù)定位帶來的加工誤差等，既

提高了加工質(zhì)量，又提高了加工效率。高速加工技術(shù)逐漸應(yīng)用于加工鑄鐵和硬鋁合金，尤其是加工大型覆蓋件沖壓模、鍛模、壓鑄模和注射模

。目前國際上高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用于模具、航空航天和汽車工業(yè)等復(fù)雜曲面的加工領(lǐng)域。國內(nèi)高速切削加工技術(shù)的研究與應(yīng)用始于20世

紀(jì)90年代，也是主要應(yīng)用于模具、航空航天和汽車工業(yè)，但采用的高速切削CNC機(jī)床、高速切削刀具和CAD/CAM軟件等以進(jìn)口為主。
高速加工一般采用高的銑削速度和快速多次走刀來提高效率，小直徑刀具，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量，小的徑向和軸向切削深度，即切削體積。隨著銑削

速度的提高，加工時(shí)間大幅度縮短，并且切削力下降、振動(dòng)小，尤其是徑向切削力大幅度降低，零件變形小，由于在切削時(shí)大量的切削熱被切

屑帶走，工件表面溫度較低。由于高速銑削的的上述特點(diǎn)，高速加工相對(duì)常規(guī)加工具有突出優(yōu)點(diǎn)：高生產(chǎn)率、工作平穩(wěn)、加工表面質(zhì)量很高，

無需再進(jìn)行其它表面處理工序、有利于加工薄壁零件和高強(qiáng)度、高硬度脆性材料、可縮短交貨期、減少設(shè)備臺(tái)數(shù)及車間面積、減少工人數(shù)量。

盡管在初期的設(shè)備投資費(fèi)用增加，但高速銑削工藝的綜合效益仍有顯著提高。
1 高速加工與模具制造
目前塑料模具越來越精巧、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，要求的合模次數(shù)接近和超過80萬次，采用的模具鋼材的硬度越來越高，有的甚至超過HRC 64以上

，而模具的交貨期卻要求越來越短。這些市場(chǎng)特點(diǎn)給模具制造商帶來了極大的壓力。高速加工技術(shù)的出現(xiàn)為模具制造帶來了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，尤

其在中小型精密塑料模具加工中顯示了巨大的優(yōu)勢(shì)。
大多數(shù)模具材料都是高硬度、耐磨性能好，其加工難度大。傳統(tǒng)工藝廣泛采用電火花（EDM）微切削加工成形，生產(chǎn)效率極低。高速加工技術(shù)

對(duì)模具加工工藝產(chǎn)生了巨大影響，它改變了傳統(tǒng)模具加工所采用的“電火花→拋光”等復(fù)雜冗長的工藝流程，甚至可用高速切削加工替代原來

的全部工序。在模具的高淬硬鋼件（HRC45～65）的加工過程中，采用高速切削可以取代電加工和磨削拋光的工序，避免了電極的制造和費(fèi)時(shí)

的電加工時(shí)間，高速加工技術(shù)除可應(yīng)用于淬硬模具型腔的直接加工（尤其是半精加工和精加工）外，在EDM電極加工、快速樣件制造等方面也

得到了廣泛應(yīng)用。大量生產(chǎn)實(shí)踐表明，應(yīng)用高速切削技術(shù)可節(jié)省模具后續(xù)加工中約60%-100%的手工拋光時(shí)間、也可減少EDM的工序與時(shí)間、節(jié)

約加工成本費(fèi)用近30%、刀具切削效率可提高1倍，這種節(jié)約已經(jīng)在許多國外模具廠商得到了真實(shí)反映。
本文有[www.0574-laser.com]提供，請(qǐng)及時(shí)關(guān)注[www.0574-laser.com]提供的內(nèi)容
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用高速銑削加工模具，不僅可用高轉(zhuǎn)速，大進(jìn)給，且粗、精加工一次完成，大大提高了生產(chǎn)效率。采用高速切削加工淬硬鋼模具，硬度60HRC

以上，表面粗糙度Ra0.6μm，達(dá)到了磨削加工的水平，效率比電加工高數(shù)倍，不僅節(jié)省了大量的修光時(shí)間，還可代替絕大部分的電加工工序。
2 高速加工對(duì)CNC系統(tǒng)的要求
高速加工是一項(xiàng)先進(jìn)的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程技術(shù)，與傳統(tǒng)加工工藝技術(shù)相比，它對(duì)機(jī)床、刀具、刀柄、加工工藝、控制系統(tǒng)、CAD/CAM軟件等多

項(xiàng)指標(biāo)都有較高要求。由于模具加工的特殊性以及高速加工技術(shù)的自身特點(diǎn)，對(duì)模具高速加工工藝系統(tǒng)（加工機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、刀具等）提出

了比傳統(tǒng)模具加工更高的要求。
先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)是保證模具復(fù)雜曲面高速加工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素，其特性體現(xiàn)在加減預(yù)差補(bǔ)，前饋控制，精確矢量補(bǔ)償，最佳拐角減速、

安全防護(hù)與實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面。模具高速切削加工對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的基本要求為：
高速的數(shù)字控制回路，如采用64位并行處理器、極短的直線電機(jī)采樣時(shí)間。
速度和加速度的前饋控制、數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的爬行控制。
先進(jìn)的基于NURBS的樣條插補(bǔ)計(jì)算方法，以獲得良好的表面質(zhì)量、精確的尺寸和高的幾何精度。
預(yù)處理功能。要求CNC具有大容量緩沖寄存器，可預(yù)先閱讀和檢查多個(gè)程序段(如1000～2000個(gè)程序段)，以便在被加工表面形狀（曲率）發(fā)生

變化時(shí)可及時(shí)采取改變進(jìn)給速度等措施以避免過切等。
誤差補(bǔ)償功能，包括因直線電機(jī)、主軸等發(fā)熱導(dǎo)致的熱誤差補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償?shù)裙δ堋?
此外，模具高速切削加工對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度的要求也很高。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，如RS232串行口的傳輸速度為19.2kb，而高速加工中心均已采用以