1．復(fù)雜型面的主要加工方法

　　復(fù)雜型面在工具和模具制造中的出現(xiàn)是大批量高效率生產(chǎn)的產(chǎn)物锦镶。在汽車工業(yè)中使用的鍛模和沖模在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)以前主要以手工方式制造黄惭。至70年代以后，數(shù)控機(jī)床在工具和模具制造中得到了廣泛的應(yīng)用警综，復(fù)雜型面的基本輪廓通常用銑削加工宣葡，最初使用的數(shù)控機(jī)床為三軸聯(lián)動(dòng)。進(jìn)入80年代后畴制，五軸聯(lián)動(dòng)的銑床在復(fù)雜型面加工中得到了廣泛的應(yīng)用椰墩，銑削后的工件輪廓已經(jīng)十分接近工件的最終形狀，但最后一道精整工序仍為手工操作。80年代末期喊傻，高速切削技術(shù)逐步發(fā)展成熟呢烦，它在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用從機(jī)床、刀具及其他相關(guān)技術(shù)方面都得到了不斷的完善褂磕。由于高速切削能夠成倍地提高進(jìn)給速度闻蛀，所以在不降低生產(chǎn)效率的情況下使減少進(jìn)刀間距成為可能，從而為提高工件的形狀精度和降低表面粗糙度提供了前提條件您市。目前觉痛，高速銑削加工過(guò)的工件多數(shù)已不再需要最后一道手工加工的工序，而可以直接投入使用茵休。

　　新型刀具材料如氧化鋁基陶瓷薪棒、氮化硅基陶瓷、金屬陶瓷榕莺、硬質(zhì)合金特別是超硬鍍膜的不斷發(fā)展俐芯，使硬面銑削成為可能。模具的型面可以在淬火后銑削成形钉鸯，從而可避免在銑削后再淬火而引起變形吧史。這樣既簡(jiǎn)化了加工過(guò)程，又可以提高工件精度唠雕。

　　另外贸营，隨著精密鍛造在模具制造中的應(yīng)用，鍛打后的模具毛坯已經(jīng)具有其基本形狀岩睁，所剩的加工余量與整塊毛坯銑削時(shí)相比已經(jīng)微不足道莽使，在這種情況下，除銑削外坊蜂，還可以通過(guò)高效磨削進(jìn)行加工。與硬面銑削相比蚤岗，高效磨削不但可以提高工件的形狀精度卢俯，而且可以改善工件的表面粗糙度。高效磨削的方法很多变硬，通常采用的有球面砂輪高速磨削和小直徑帶輪的砂帶磨削氢熏。

　　2．復(fù)雜型面數(shù)控加工的技術(shù)關(guān)鍵

　　1五軸多功能加工中心

　　工具和模具中常見(jiàn)的三維自由曲面通常在五軸聯(lián)動(dòng)的加工中心上進(jìn)行切削。由于工件的材料大多為合金鋼或工具鋼粱宝，機(jī)床的結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)必須考慮加工過(guò)程中生產(chǎn)率和工件精度的要求仲蔼，并以此為依據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟季趾蛢?yōu)化。為了保證機(jī)床在切削各種模具材料時(shí)不發(fā)生太大的變形玖膨，在確定機(jī)床布局時(shí)些搅，機(jī)床剛度應(yīng)放在首位。較大的五軸加工中心多半采用龍門式結(jié)構(gòu)，一些中小尺寸的五軸加工中心有時(shí)也采用立柱式結(jié)構(gòu)乏呐。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)猛蔽，復(fù)雜型面在生產(chǎn)中幾乎全部以高速切削的方式進(jìn)行加工。目的是為了提高生產(chǎn)效率灵寺，降低產(chǎn)品的成本曼库，同時(shí)提高工件的形狀精度和降低表面粗糙度。為了滿足高速切削的需要略板，機(jī)床的主軸幾乎無(wú)一例外地采用電主軸毁枯。主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)所用刀具直徑的不同進(jìn)行無(wú)級(jí)變速，轉(zhuǎn)速范圍從每分鐘幾千轉(zhuǎn)至幾萬(wàn)轉(zhuǎn)叮称≈致辏滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在高速切削時(shí)也不同于常規(guī)加工中心，常用的系統(tǒng)有高速絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)和直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)颅拦，最大的進(jìn)給速度可以達(dá)到100m/min以上蒂誉。

　　在加工復(fù)雜型面時(shí)，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也必須滿足一些特殊要求距帅。比如右锨，復(fù)雜型面的數(shù)控加工程序一般在CAD/CAM軟件上生成，一個(gè)型面的程序往往需數(shù)兆字節(jié)Byte的儲(chǔ)存空間碌秸，用軟盤傳遞數(shù)控程序已經(jīng)沒(méi)有可能绍移。所以數(shù)控系統(tǒng)必須有與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的功能，以便直接從CAD/CAM上接收數(shù)控程序尖蚪。

　　此外啤盯，數(shù)控系統(tǒng)還必須采用先進(jìn)的控制技術(shù)，首先要求具有前瞻Look Ahead功能嫉簿。也就是說(shuō)抬而，在機(jī)床加工某一軌跡前，數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)要加工的曲面進(jìn)行預(yù)先分析封鹦，根據(jù)曲面各點(diǎn)的曲率以及各相鄰點(diǎn)的銜接關(guān)系墓老，適當(dāng)調(diào)整機(jī)床的進(jìn)給速度，以便在保證工件精度的前提下達(dá)到最高的生產(chǎn)率晾游。為了減少加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)誤差辽蚀，新型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)伺服誤差的校正不再采用以往的串聯(lián)式比例微分積分PID調(diào)節(jié)器，而是采用按位置和速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)調(diào)節(jié)器丽信，采用這種調(diào)節(jié)器可以徹底消除驅(qū)動(dòng)滯后誤差泳落，補(bǔ)償由于間隙或摩擦引起的非線性誤差，甚至可以抵消機(jī)床的某些振動(dòng)物忠，從而達(dá)到提高工件形狀精度和降低表面粗糙度的要求婚被。

　　(2刀具系統(tǒng)

　　刀具系統(tǒng)在加工復(fù)雜型面時(shí)對(duì)生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量起決定性作用狡忙。在選用刀具系統(tǒng)時(shí)，必須首先從被加工零件幾何形狀出發(fā)摔寨，合理采用刀具的種類去枷。如走刀路徑的規(guī)劃，刀具軸線曲面法矢曲面在該點(diǎn)的法向方向或沿曲面切矢曲面在該點(diǎn)的切線方向的不同方式等是复，也是加工復(fù)雜型面的一個(gè)關(guān)鍵性因素删顶。它不僅影響被加工工件的表面粗糙度，也影響到工件的形狀和尺寸精度淑廊。在圓周方向進(jìn)行切削逗余，刀具軌跡要進(jìn)行兩軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)。在沿母線方向進(jìn)行切削時(shí)季惩，刀具只需作單軸的插補(bǔ)录粱。另外，不同的切削方法画拾，刀具的磨損差別很大啥繁，順銑時(shí)的刀具磨損明顯低于逆銑，往復(fù)銑削時(shí)的磨損遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單向銑削摊矮。

　　為了提高加工過(guò)程的穩(wěn)定性头熏，優(yōu)化切削策略時(shí)，必須保證切削的連續(xù)性影偶，同時(shí)盡可能減少走刀運(yùn)動(dòng)和空行程转挽，以便縮短切削時(shí)間。粗銑鋼件時(shí)确羹，必須保證連續(xù)順銑届审，盡量降低刀刃在切削過(guò)程中切削量波動(dòng)的峰值。

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