高速加工
一、高速加工概述
新一代的机床性能大大改进， 主轴转速可以轻松达到20 000r/min以上，进给速度可以
达到30 000mm/min，大大提高了加工效率以及设备的利用率，这更需要使用者研究规划工艺、优化程序、选择合适的刀具。高速加工的概念是伴随着机床设备的发展不断更新的。一般采用高的主轴转速、高的进给速度、较小的背吃刀量，其切削速度伴随刀具材料的超硬耐磨性的发展而不断提高。通过了解高速加工的特点，虽然不一定能达到高速加工的要求，但在实际生产中采用高速加工的概念指导加工，还是可以取得一定效果的。
二、高速加工工艺
1. 高速加工程序特点：
（1）全程无空刀路、无抬刀，都是在有效切削零件。
（2）所有刀路流畅，都是圆滑过渡，无拐点。
东风柳州汽车有限公司（3）刀路步距均匀、梳密一致，效率高。
（4）路径最短。这符合优质刀路的特点，因此该加工程序很好。
2.发动机缸体高速铣削工艺
发动机缸体高速铣削工艺的要求。除了发动机缸体高速铣削工艺对精度、计算稳度的要求极高之外，其在使用中还有一些特殊的要求，主要集中在以下几点：首先发动机缸体高速铣削工艺在使用中不能和任何工装及工件发生碰撞；其次加工刀具在轨迹上必须保障绝对的平滑，以及十分均匀的切削深度；最后在发动机缸体高速铣削工艺使用中，其导致的设备振动必须控制在一定范围内。
3.发动机缸体高速镗孔工艺
发动机缸体高速调头镗孔工艺的优势。高速调头镗孔工艺的优势主要几种在三个方面，其一为在镗孔中镗杆较短，因此在切削速度上有所提升；其二为因为镗轴伸长较短，因此在精度方面更有保障；其三为切削设备占用空间较小，因此工作人员的工作活动空间更大，工作更为直观、安全。
三、高速加工刀具
1.刀具的要求：
高硬度、高耐磨、高强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性。
（1）硬质合金涂层刀具 最常用
（2）TiC（TiN） 基硬质合金 金属陶瓷
（3）陶瓷刀具 耐热耐磨但强度韧性差
（4）立方氮化硼刀具CBN 一般用来精加工高硬度淬火钢、高温合金、工具钢、高速钢，耐热耐磨但脆性大、韧性差
（5）聚晶金刚石刀具PCD 不宜加工铁及其合金
高速加工刀具刀柄：
采用1：10 短锥柄代替传统的7：24 长锥柄成为发展趋势。以德国阿亨工业大学机床实验室
研制的HSK 刀柄和1987 年美国和德国联合研制的KM 刀柄为代表。日本大昭和精机公司研制的Big-plus 刀柄和日本圣和精机株式会社研发的Showa D-F-C 刀柄是仍然采用7：24 长锥柄的高速加工刀柄系统。优点是与7：24 刀柄可相互兼容。
2. 高速加工刀具选择：
合理地选择使用刀具可以提高效率、降低成本。
粗加工阶段可以选择多次粗开。依据零件外形特征，第一次尽可能选择直径大的刀具，第二次用直径较小的刀具清除残料，第三次选择更小的刀具继续清除留。加工狭小复杂的区域，有效去除残留，可以使精加工阶段余量均匀，保证切削过程的平稳性。
3.刀具磨损：
高速切削加工过程中，切削力和切削温度较高，机械摩擦、粘附、化学磨损、破损和变形导致刀具快速磨损和剥落和断裂破坏。因此高速切削刀具应具有较高的抗热震性和耐磨性。高速切削刀具的使用寿命长、比一般刀具具有更高的可靠性，其安装精度高、重复定位精度和互换性好，切削性能好。
陶瓷刀具：
陶瓷刀具磨损的综合效应是机械磨损和化学磨损，其主要磨损机制包括磨粒磨损、粘着磨损、化学反应、扩散磨损、氧化磨损等．。陶瓷刀具磨损与切削条件、高温引起的粘着磨损、化学反应、氧化磨损和扩散磨损密切相关．。
立方氮化硼刀具：
磨损CBN 刀具切削过程中由于高温和高压，以及与前刀面的摩擦，其磨损机制主要包括: 相变磨损和氧化磨损; 粘着磨损; 磨损; 颗粒剥落和微崩刃。
金刚石刀具：
④硬质合金刀具：
在高速切削难加工材料时，涂层硬质合金刀具的主要失效形式是前刀面磨损，细晶粒硬质合金刀具的失效主要是前刀面月牙洼磨损和剥落，两种刀具的磨损机PCBN 刀具高速切削奥氏体高锰钢，高锰钢磨屑的局部温度迅速在中温区( 400～750℃) ，在这个温度范围内，避免刀具发生严重磨损，防止刀具脆性断裂和失效。
制主要是通过扩散磨损和疲劳磨损为主，在考虑刀具材料与工件材料的匹配，就必须引入适当的加强对细晶粒硬质合金刀具以减少初期磨损阶段。
四、模具高速加工
模具的几何形状复杂，属单件小批量产品，特别是精密、复杂模具，其精度要求更高，几何形状特别复杂。在传统模具加工工艺中，加工周期长、生产效率低，精加工淬硬模具通常采用电火花和钳工抛光。为了缩短模具制造周期、提高模具质量，高速加工技术在模具制造过程中引人注目，其利用机床高转速和高进给速度，为精密、复杂模具制造的技术、工艺革新带来了正面效果，且得到了迅速推广。
高速切削是指同等条件下切削速度是普通切削速度的5-10 倍。高速切削的机理为切削产生的切削热使得温度上升、材料软化，导致切削力减小、剪切角减小，从而达到高速薄切削的效果。模具制造的高速切削就是以高速切削技术完成模具从粗加工到精加工各个工序的加工方式。
1.高速切削加工技术在模具制造中的优劣点：
高速切削加工技术在模具生产中具有加工效率高、生产周期短、加工质量高等优点，得到了广泛的推广使用。但是高速切削加工技术对于机床、刀具、CAM 应用等方面要求较高，技术门槛较高，也间接的增加了企业的投入成本。同时，由于工艺限制，高速切削加工技术还无法制造出复杂型芯和异形腔体等模具。
2.模具高速加工的编程方式：
随着社会经济和科学技术的不断发展，针对模具制造领域而言，高速加工技术的应用，打破了传统模具加工的局限性，提高了模具加工效率和模具加工综合质量水平，进而推动了我国高速加工技术的可持续健康发展。
Ⅰ.高速粗加工编程方式
层切法、 顺铣与逆铣、 走刀方式
Ⅱ.高速精加工编程方式
平行加工、 放射轨迹加工、 螺旋轨迹
Ⅲ.半精加工编程方式
半精加工以工件轮廓平整度为最终目的，强调表面精加工的平滑性和均匀性，提高模具高速加工综合质量水平。
Ⅳ.模具高速加工的编程方式的研究结论
首先，高速粗加工编程方式以体积模型为基础，追求单位时间内的余量去除率，为精加工做好加工件的基础加工准备。
其次，高速细加工编程方式在粗加工方式的基础上，以平面模型为条件，保证切削面的光滑度和平整性，达到模具高速加工的质量标准。
最后，半精加工编程方式强调工件轮廓平整度，控制切削中
的变量因素，提高切削稳定性，达到加工效果。
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