模具加工的高速铣削加工中心

　　对模具工业中使用的高速机床主要有下列要求：

　　主轴转速高、功率大—为了适应模具型腔曲面的高速加工，刀具的半径应小于型腔曲面的最小圆角半径，以免加工过程中刀具与工件发生“干涉”(实际上是过切)，所以加工中常用小直径的球头铣刀。由于刀具直径小(<12mm)，因此要求主轴的转速非常高，有的高达20000-80000 r/min，以便实现高速切削;型腔的粗、精加工常常在工件一次装夹中完成，故主轴功率要大，中等尺寸加工中心的主轴功率常为10KW到40KW，有的甚至更高。

　　机床刚度好—模具材料的强度和硬度都很高，加上常常釆用伸长量较大的小直径端铣刀加工模具型腔，因此加工过程容易发生颤振，一般都釆用精度高、刚度大的高速电主轴。为了确保零件的加工精度和表面质量，用於模具制造的高速机床必须有很高的静、动刚度，以提高机床的定位精度、跟踪精度和抗振能力。

　　主轴转动和工作台(溜板)直线运动都要有极高的加速度—主轴，从启动加速到最高转速(一般高于10000 r/min)，通常只用1~2秒的时间。工作台的加、减速度也从常规数控机床的0.1g?0.2g 提高到 1~5g(g为重力加速度，g=9.81m/s²)，以便可靠地实现小圆角半径曲面的高速加工，并达到必要的型面几何精度。在模具制造中，对机床的进给速度则不要求太高，一般有30m/min即可。近年来，矢量控制的变频调速永磁式主轴电动机和大推力、大行程直线电动机在高速机床上的应用，为模具制造中广泛釆用高速加工技术提供了更加有利的条件。

　　对于一些复杂模具的制造，可以釆用五轴联动加工中心。这种机床除三个坐标的直线运动外，主轴头上的刀具还可实现两个旋转坐标的圆周进给运动。铣头和工作台可以实现多轴联动，特别适用于加工具有复杂型腔曲面的模具零件。对于大型复杂模具，还可釆用龙门式五轴加工中心。

　　瑞士Mikron公司的HSM600U型高速加工中心，机床加工範围800mm×600mm×5000mm，主轴可选用Step-Tec公司最高转速为30000r/min、36000r/min、42000r/min或60000r/min的高速电主轴，当釆用36000r/min电主轴时，功率为32KW(40%ED)/24KW(100%ED)。主轴用氮化硅(Si3N4)陶瓷球轴承，配以油-气润滑。进给速度40m/min，加速度1.7g，刀库容量为15~68把刀，立柱釆用龙门式框架结构，刚度高，特别适用于模具制造。