摘要：随着时代的进步与发展，人们对于生产效率的要求越来越高，高速铣削满足了现代化的需求，在各地大工厂广泛应用实行，有效地提高了工作的效率。基于此，本文主要从高速铣削摆线加工基本概况和现阶段高速铣削摆线加工的发展的角度出发，简单讨论一下摆线路径在高速铣削的应用以及高速切削对生产制造的意义。
关键词：高速；铣削；摆线加工；研究
在机械化、自动化发展如此迅速的今天，高效率、高精度的铣削方式成为机械加工的主要方向。摆线加工具有高效率、高精度的特点。以模具加工为例，模具制作的材料（P20）通常硬度较高，制作的型腔样式和细节也比较复杂，对于各种拐角和窄槽的把握难度大。基于摆线加工路径，以退为进，通过减小铣削的包切角、减少刀具铣削过程中与工件的径向接触面积，降低铣削力，改善刀具的磨损情况，使得加工过程更加稳定，从而提高模具表面质量和加工精度。同时加大轴向进给的吃刀量，采用高转速、高进给的方式减少加工时间，提高生产效率。
1高速铣削摆线加工基本概况
1.1高速铣削摆线概念
在20世纪90年代左右机床技术飞速发展，劳动力效率大大提高，高速铣削摆线加工技术应运而生，这是一种利用高转速和高进给的铣削方式，是一种可以实际应用的先进的加工技术。它的主轴转速可以达到15000r/min，最高转速可以达到100000r/min，切削的速度可以达到400m/min。普通的切削加工采用的是低的给进速度和大的切削参数，而高速铣削摆线加工采用的是高的进给速度和高的切削参数，其结果和传统的普通切削有着很大的区别。高速铣削具有高速、高精度，高表面质量的特点，相比传统的加工方式，高速切削加工是其效率的4到5倍，加工精度也达到了0.01甚至更高左右。在加工时表面没有变质层和微裂纹，热变形的程度也小。
1.2高速铣削摆线加工的方式
高速铣削摆线加工主要有两种加工方式，进退刀方式和移刀方式。在高速铣削加工过程中，它的高效率主要依赖于数控设备的应用和发展，主要使用CAD或者CAM软件进行操作，对于加工零件的质量和精度有着很大的影响。进退刀的方式主要是在Cimatron E系统之中，这种进退方式有着多种样式，主要有切入式和螺旋式两种，在进行轮廓切削时，有轮廓的进行进退刀，在进行曲面切向时，有着曲面正向和反向的进退刀的方式，或者螺旋式的进、退刀，在实际的应用过程中，大部分的工厂都会采用曲面的进刀和螺旋式进刀方式相互配合的方式，以保证整个加工过程的顺利，保证刀路轨迹的平滑。根据实际加工情况，对这两种方式灵活交替采用，相互配合，达到最佳的加工效果。
1.3高速铣削的制造规程
高速铣削在制造过程中采用了较少的刀具构件数，对于整体的道具结构进行了简化。经过实验总结得出，不同的刀具的破损程度和刀体的质量，刀具的构件数和构件数的接触面积有着很大的关系。刀具的质量越轻，刀具和构件的接触面积就越少，刀具破裂的极限转速就越高。对于刀具的夹紧方式就行改进，采用中心打孔、螺钉夹紧的方式，或者采用特殊设计的刀具，避免由于加紧方式的错误、操作失误导致的刀片被甩飞造成的加工事故。同时要求刀座、刀片的加紧方向保持一致，控制好螺旋钉的预紧力，保持整个使用过程的安全性。同时也要保证整个刀具的平衡质量等级在G4.0以上，达到国家安全标准。
2现阶段高速铣削摆线加工研究的发展
高速铣削摆线加工技术是现阶段目前为止最有潜力的机械加工方式之一，这种加工方式被德国博士Salomon提出，当时由于高速铣削技术处于发展的瓶颈期，铣削的速度和效率都有所下降，铣削的力度开始降低，之后铣削摆线加工这一说法被提出来之后，各界学者都对这种加工方式展开了激烈的讨论和细致的研究。直到1979年，Salomon的假说在实验中首次得到验证，完成了铝合金的切削实验。之后经过德国科学家的研究证实，高速铣削技术得到进一步的发展，对于这种加工方式的理论研究也逐渐完善。目前为止，高速铣削摆线加工技术体现出无可比拟的优越性，自动化编程技术为高速铣削摆线加工技术提供了技术支持，大大提高了生产产品的质量，降低了生产成本，促进了核心技术的研发与发展。
3摆线路径在高速铣削型腔中的优化
3.1拐角摆线优化分布算法
在高速铣削摆线加工过程中，经常会遇到很多加工难点，例如，拐角加工、坡面加工。在进行拐角加工的过程中整个机器的铣削力不断变化和振动，对于轨迹和接触角的把握比较困难。摆线循环圆的圆心在拐角上的平分线中，通过对两直线的夹角研究，在最大程度上实现拐角摆线优化算法的分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了保证摆线路径的正常和拐角摆线正常，采用拐角平分线算法、拐角循环圆优化分布算法进行模型的建立和探讨。
3.2型腔拐角铣削力的分析
铣削力是描述切割状态的一种描述，是一种机械加工中常用的物理量。为了更好地进行型腔拐角铣削力的分析，我们建立起拐角腔型实验模型，设定轨迹间的间距为1mm，接触角为41.41°，刀具的最大接触角大于90°，以此为参照参数，能够得到最大接触角的控制角度，第一个循环圆的半径为1mm，第二个循环圆的半径为1.4mm。间距为1.036mm，最大接触角为67.2724°，第三个循环圆的半径为1.8mm，间距为1.121mm，最大接触角为62.0804°，第四个循环圆的半径为1.8mm，间距为0.72mm，最大接触角度为65°，之后将优化后的轨迹路径进行实际实验，能够得到常规型腔轨迹和常规型腔减速轨迹。
3.3 型腔加工的刀具磨损分析
在高速铣削进行加工使用的过程中，很可能会发生意外，出现崩刃的情况，这是在操作过程中最常发生的一种情况，由于刀具表面的受力不均匀，导致各个切削面的摆动过大，严重影响加工表面的质量，导致刀具的折损和损坏。当加工的过程中，出现明显的震动和较大的响声的情况之下，一定要马上停止使用工具，停止加工。常见的几种加工方式在拐角加工的时候没有进行相应的保护优化措施，针对拐角加工的特点，高速铣削摆线加工在进入拐角前，降低了进入速度，在一定程度上减缓了加工材料的磨损程度，得到有效缓解。
4高速铣削摆线加工对生产制造的意义
4.1提高了工作效率，大大节省加工节省时间，保证刀具使用的安全性
进行高速铣削摆线加工，可以在保证质量的基础之上提高机床的转速，加快给进速度，粗加工和精加工可以一次性完成，极大地提高了刀具的工作效率。同时，在使用计算机编程的基础之上对加工方式进行改进，大大缩短了模具的生产周期，提高了刀具使用的安全性。
4.2提高加工产品的质量
传统的加工方式对于加工材料的要求较高，硬度大，不宜切割的材料加工起来比较麻烦，并且在加工过程中很容易损坏材料，使得材料出现破损情况。使用高速铣削摆线加工方式可以切割硬度较高的材料，并且可以有效提高材料加工之后的质量，使得表面加工的粗糙程度低于0.6，取得代磨加工的效果，提高了加工产品的质量，节省了修饰产品的时间，提高了材料的表面质量的优异程度。
4.3提高产品的竞争力，促进经济发展
高速铣削摆线加工被广泛地应用于制造业当中，尤其是在模具制造中得到广泛应用。经过高速铣削摆线加工过的产品可以有效提高产品的质量，进而在市场之中获得市场的竞争力，保证整个产品在市场之中的份额，促进整个供应链加工产品上质量的提高，加快产品的使用和运转周期，缩短产品的制造周期，进而促进经济的发展。
5结束语
随着科技的不断进步，人们的开始进入现代化、科技化的社会，机械制造业业逐渐走入科技化、机械化、智能化的生产与应用。高速铣削摆线加工就是在摆线加工的基础上采用高的进给和大的切削参数，具有高效、高精度、高质量的特点，由于具备这些优点，高速铣削摆线加工在生产加工中有很大的利用空间，将逐步取代电加工的地位。本文主要从高速铣削的概念出发，并对现阶段的高速铣削摆线加工的发展状况进行研究，在此基础之上，对高速铣削摆线加工在实际中的应用做了深入探讨，对于拐角摆线优化分布算法、型腔拐角铣削力、型腔加工的刀具磨损进行简单分析，得出相关结论，总结高速铣削摆线加工对于生产制造的意义，给之后的生产生活提供借鉴意义。
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作者简介：周康（1993-），汉族，四川广元人，大学本科，助理工程师，主要从事工艺、CAM工作。
论文作者:周康
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：加工论文; 摆线论文; 刀具论文; 拐角论文; 方式论文; 质量论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第19期论文;