高速铣削技术在汽车制造业的应用

    在过去的几年中，高速铣削作为普通铣削或电加工的替代方案和补充，牢固地确立了与传统加工工艺并驾齐驱的地位。由于它在加工三维曲面、超硬材料方面的显著优势，它主要应用于模具制造和小批量精密复杂零件加工行业。对于要求大批量零件生产的汽车行业来讲，高速铣削也有其独到之处。尤其在汽车模具加工方面，近几年蓬勃发展的汽车工业对中国的汽车模具企业提出了严峻的挑战，不仅仅体现在对交货周期的严格要求上，应该说是对汽车模具行业设计能力、工艺能力和制造能力的全面挑战。从工艺和制造能力的突破上讲，高速铣削技术在缩短模具制造周期、提高制造精度上有着显著的加工优势。

    原型零件快速制造

    随着汽车市场的繁荣，汽车的更新换代越来越快，要求新产品研制周期尽可能缩短。而高速铣削加工效率高，可切削复杂的型面型腔，尤其与立卧转换5轴联动等柔性加工方式相结合，是原型零件快速制造的极佳解决方案。

    汽车零件模具加工

    一辆汽车所需模具上千副，模具的制造周期和质量直接影响到汽车的生产周期和质量。高速铣削在汽车复杂零件模具制造方面具有独特的优势。例如：高速铣削中心在加工安全门锁的注塑模时，所加工材料的硬度为54HRC，使用的最小的刀具为0.6mm，最大切深4.8mm，表面粗糙度达Ra0.4mm。而且不再需要钳工工序，缩短了加工时间。又如在加工车窗自动升降系统齿轮箱的注塑模时，所加工材料的硬度为58HRC，工件直接铣削部分达85%，其余15%通过电加工完成，总加工时间为16h，缩短了加工时间的50%。

    汽车内饰件模具加工

    汽车的更新换代不仅仅体现在性能的提高上，更体现在汽车外观及内饰件的更新上。汽车内饰件多为注塑件，模具的消耗量大，高速铣削能提高模具的制造精度，延长模具的使用寿命，从而提高注塑件的质量。

    由此可见，高速铣削在汽车零件模具及内饰件模具的加工上体现出了巨大的技术优势。在加工工艺方面，高速铣削在汽车模具加工中主要应用在以下几个环节中。

    （1）加工电极

    放电加工工艺基本上需要两个电极来加工一个工件。若要更好地进行放电加工，需要复制相同的电极，通过表面质量来统一区分粗加工和精加工的电极。一致性好的电极会减少放电加工的时间。传统铣削的电极需手工抛光，一致性差，且手工抛光后的电极总带有尖角，而尖端放电会影响电加工的质量。高速铣削的电极无需人工抛光，粗加工和精加工电极之间的几近完美的一致性会优化放电加工的效率。同时，由于高速铣削可加工薄壁，因而可以加工带肋的整体电极，这就消除了传统铣削中多次装夹产生的位置累积误差，相应地节省了时间并提高了质量。

    表 传统加工与高速加工的效果对比
    加工方式—总工序数—总时间（h）—型槽加工（h）—加工精度（mm）—表面粗糙度
    传统加工—22—256—179—±0.2～±0.5—Ra1.6
    高速加工—17—120—44—±0.10—Ra0.4

    （2）模具的粗加工和半精加工

    由于高速铣削可以在淬硬钢上直接加工，理论上它可以直接铣削出模具。但当模具型腔有特殊要求时，还需要电加工的配合。因此，可以在材料热处理后，利用高速铣床进行模具型腔的粗加工和半精加工，而留下较小的余量，由电加工来完成模具最后的精加工。

    （3）直接加工完成淬硬钢模具

    这种方式是模具加工中高速铣削优势的最大体现。以东风汽车有限公司商用车锻造厂运用米克朗的高速铣加工曲轴和连杆锻模为例，传统的加工工序为：外形粗加工→仿形铣粗加工型槽→热处理→外形精加工→数控电火花粗、精加工型槽→钳工打磨抛光型槽→表面强化处理。而采用高速加工后的工序为：外形粗加工→热处理→外形精加工→高速铣加工型槽→表面强化处理。利用高速铣削直接加工完成淬硬钢模具具有明显的加工优势，它使总加工成本从传统加工的27000多元降到22000元。