模具行業(yè)高速加工機床特點(diǎn)及期望

精密零部件加工基于模具機構的特殊性，以及產(chǎn)品質(zhì)量的高要求，雖然模具行業(yè)與其他行業(yè)都在廣泛運用高速加工機床，但適宜模具行業(yè)的高速加工機床與其他行業(yè)有著(zhù)不同的特點(diǎn)以及發(fā)展方向。

（1）大承重和高剛性。由于模具正在向大型化方向發(fā)展，如礦泉水瓶蓋多腔熱流道模具（16腔－96腔）、轎車(chē)側圍模具、汽車(chē)前后保險杠模具等，都是輪廓尺寸較大的，其加工設備必須具有足夠大的臺面尺寸和工作行程。機械加工這些模具，重量由幾噸到幾十噸，而且15t以上的大噸位模具非常普遍，加之質(zhì)量的高要求，為此要求適合模具加工的高速加工機床工作臺面能承受大重量，結構剛性要高。

（2）高轉速和大功率。近幾年來(lái)，高速銑削在模具加工中已顯示了極

（3）高動(dòng)靜剛度。模具材料的成分特殊，其強度和硬度都很高，加上常常采用加長(cháng)的小直徑端銑刀加工模具型腔，在加工過(guò)程容易發(fā)生顫振，為了確保模具零件的加工精度和表面質(zhì)量，運用于現代模具制造的高速機床必須有很高的動(dòng)、靜剛度，以提高機床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力來(lái)確保模具的最終高精度、高質(zhì)量。

（4）多軸聯(lián)動(dòng)及良好深孔（腔）切削能力。模具型腔多為復雜的空間曲面及較深的溝槽構成，且許多模具具有深孔腔，如汽車(chē)內飾零件、食品包裝盒模具。為了達到對3D曲面的高精度、高速度和高穩定性加工，希望高速加工機床能多軸聯(lián)動(dòng)，以此來(lái)實(shí)現一次裝夾后的多方位、高精度、高效率加工；為徹底創(chuàng )新模具加工工藝，改變傳統電加工、人工處理等無(wú)法實(shí)現高精度的工序，高速加工機床應具有良好的深孔腔綜合切削能力。

（5）機械加工復合加工或柔性智造能力。普遍的高速加工中心已可將許多機加工工序復合在一臺機床上實(shí)現，但這仍不能完全適應模具加工。如將機械加工、電加工、化學(xué)加工、超聲波、精密測量等不同工序復合到一臺高速加工中心或柔性智造單元，或至少能兼備兩、三種以上工藝特點(diǎn)的高速復合加工中心是現代模具智造機床的發(fā)展方向，此設備將實(shí)現模具現代智造的飛躍。

（6）機械加工高精度的數控控制系統。要實(shí)現高速加工能力，機床需要具有高精度的數控控制系統。

一方面，高速加工機床數控系統應擁有高精度插補，這是數控系統高速、高精度化的基礎。CNC的伺服系統執行的是NC代碼經(jīng)數控系統離散后的數據，高速、高精度的加工首先要求的是極短的插補周期和高的計算精度，如FANU16i采用納米級的位置指令進(jìn)行計算和數據交換。

其次，高速加工機床數控系統還應有高精度前饋能力。CNC的伺服系統是復雜的控制系統，傳統伺服控制系統主要是對伺服位置偏差、速度偏差進(jìn)行PID調節控制，由于沒(méi)有利用已知的后繼插補輸出條件、機床移動(dòng)部件的慣性、摩擦阻尼滯后等信息，在高速加工中的動(dòng)態(tài)跟隨誤差會(huì )比較大。

精密零部件加工在現代高速數控系統中，一般采用前饋控制減少伺服系統滯后，如SIEMENS840Di數控系統采用的速度前饋及轉矩前饋跟蹤誤差補償等技術(shù)。另外，高速加工機床數控系統還應具有續輪廓前瞻控制（Look ahead）能力。

廣東機械加工廠(chǎng)在高速加工中，為了保證機床在高速運動(dòng)條件下的精度和平穩性，系統必須看到將要執行的一系列空間待加工路徑，尤其多軸聯(lián)動(dòng)控制時(shí)，須由各軸理論加減速與各軸實(shí)際允許加減速對比來(lái)決定是否降低當前速度或提高到理論速度，動(dòng)態(tài)地調節進(jìn)給速度，以此實(shí)現高精度、高質(zhì)量。