高速銑削技術在塑料模具加工中應用

目前塑料模具越來越精巧、結構越來越復雜、整副模具越來越精密，模具要求的合模次數接近和超過80萬次，國外的塑料模具廠商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。這些市場特點給模具制造商帶來了極大的壓力。高速銑削技術的出現為模具制造帶來了新的發展機會，尤其在中小型精密塑料模具加工中顯示了巨大的優勢。
減少塑料模具加工中的工序數量，縮短模具的交付時間
高速切削的高效率不光體現在減少多少機床加工時間，實際上是減少整體工序時間。采用更高的切削速度，精加工時更少的加工余量，更密的刀軌以及更少的切深，特別是在自由曲面上(切深一般在0.02至0.1mm,如使用細小刀具直徑，如 0.3-0.8mm直徑刀具時，切深更小至(0.008-0.02mm)，精細、緊密的刀軌一般均會大大提高加工表面的光潔度。以快速精細的輕切削代替常規的緩慢的重切削，會大大簡化以后的工序。例如手工拋光時間可縮短60%-100%，也可減少EDM的工序與時間，這種節約已經在許多國外模具廠商得到了真實反映。
可加工薄壁的筋和細小直徑刀具的清根
由于高速銑削機床大大提高了主軸轉速和主軸的動平衡性能以及機床的穩定性，在同樣的刀具直徑下，可得到更大的切削速度，這樣在刀具與工件表面可實現輕切削的加工方式，大大降低切削區域的切削力。所以可加工0.1mm以上的薄壁或筋，同時對精密模具的小圓角清根帶來極大的方便，甚至在模具材料硬度達HRC54，可使用直徑為0.3mm的刀具進行銑削操作。這樣可大大減少電極的數量，同時也減少了放電加工時間。
在沒有使用高速銑之前，采用雕刻機制造電極，效果不理想。加工中容易斷刀，加工效率低、光潔度低、加工材料硬度低，達不到外商的要求。采用高速銑削后大大提高了加工質量和加工效率。
提高加工零件的精度
與傳統的切削方式相比，高速銑削的切屑形成方式不同，產生的絕大部分的熱量由切屑帶走，熱量不會聚集在加工區域，同時走刀速度比常規走刀速度要快的多，熱量更不容易聚集，材料熱變形小的多，保持比較恒定、理想的切削條件，從而保證了工件的加工精度。另外在電極加工中，加工的電極精度高，輪廓形狀一致性好，光潔度高，電極一般不需要拋光處理，不會產生由于手工拋光而影響工件的精度，從而大大提高了模具的制造精度。
高效率的電極加工及更為有效的放電加工
由于高速銑削產生切屑的方式不同和加工熱量不易集中的特性，在加工銅電極與石墨電極這些材料時，能提供更快的走刀速度，單位時間內的材料去除率比常規切削高好幾倍，使得電極的粗加工和半精加工的時間大大縮短，同時在精加工中采用高速的輕切削，更細密、精確的刀軌，大大提高了電極的光潔度，節省、甚至取消了拋光時間。在刀具磨損量非常大的石墨電極加工中，由于應用了PCD(鉆石)涂層的刀具，大大降低了刀具的磨損量，使得加工石墨電極中采用高速銑變為可能。在放電加工工藝中，目前普遍采用粗、精電極加工，而高速切削加工的電極減少或取消了拋光工作，使得電極放電區域一致，提高面接觸，放電間隙得到有效的控制，提高了放電的效率。同時由于可采用更小的刀具直徑，使得模具的加工余量減少，因而可以取消粗電極，減少了電極數量并縮短了放電加工的時間。
隨著這幾年高速銑削技術的發展，高速銑削的外部環境也越來越完善。刀柄、冷卻系統、機床結構、主軸轉速的不斷提高，應用技術的累積等，使得高速銑削技術的性價比越來越高。高速銑削刀具的不斷推陳出新，新的涂層、新的工藝的不斷被采用，切削材料硬度不斷提高，模具材料能選用越來越硬的材料。目前帶動平衡的高速銑刀能切削超過HRC 64的淬硬鋼材料，提高了模具的合模次數。目前擁有高速加工中心的模具廠商普遍采用在普通機床上進行大余量、大刀具的粗加工，然后進行熱處理，最后在高速機床上進行半精加工和精加工，在提高了精度和效率的同時盡可能地降低加工成本。