高速铣在汽车覆盖件模具加工中的应用
对于大众车型普遍采用的车身外覆盖件锐棱工艺要求，高速铣技术更能够体
现出优势。高精度加工保证了模具表面粗糙度、强压区尺寸精度及锐棱成形效
果，同时使模具调试周期大幅缩短，钳工工作量明显下降。
随着汽车行业的迅速发展，车型市场竞争愈发激烈。国内汽车制造商为适应
市场需求，需要频繁更新车型。改脸车型需要新制覆盖件模具约 30%，换代
车型需要新制覆盖件模具接近 100%。汽车覆盖件结构尺寸大，形状复杂，表
面质量要求高，模具加工质量直接影响制件表面质量。因此，模具加工制造
技术成为汽车行业的重点研究内容和发展的关键技术之一。目前国内的汽车
模具厂家加工汽车覆盖件模具对加工型面精度要求不高，在模具切削加工工
序后还要用大量的工时进行人工抛磨，模具最终尺寸精度和加工表面质量靠
大量的钳工修磨抛光来保证，耗时耗力且无法保证尺寸精度。
应用高速铣技术加工制造模具，具有切削效率高、可明显缩短机械加工时间、
加工精度高、表面质量好等优势。近年来，以高速、高精度加工为主要特征的
高速加工技术发展十分迅速，已成为先进制造业的关键技术之一，高速铣在
汽车覆盖件模具加工制造中逐渐开始应用。
高速铣削在模具加工中的优势
高速铣是 20 世纪 90 年代迅速走向实际应用的先进加工技术，合理配置切削
材料、切削工艺、刀具轨迹规划和加工刀具四大要素，能使产品制造链得到有
效优化。高速铣采用高的铣削速度，机床主轴转速一般为 10000r/min 左右，
适当的进给量，小的径向和轴向铣削深度。在模具加工中，高速铣削可加工
淬火硬度大于 50HRC 的钢件，因此在许多情况下可节省大量手工修磨工时 ，
在热处理后采用高速铣达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
模具的机械加工主要是加工曲面形状，模具加工一般使用数控铣床或加工中
心，半精加工和精加工占据了整个机加时间的三分之二。由于铣削总会留有
刀纹，最后要用很多时间手工修光。同时，由于模具大多由高硬度、耐磨损的
合金材料制造，加工时难度较大，传统加工方法加工效率较低。采用高速铣
加工模具的优势如下：
⑴工序减少，一般高速铣后仅需较少工时的手工研磨和抛光。
⑵生产效率高，实现“一次清”加工。在工件的一次装夹中可完成型腔的粗、精
加工和模具其他部位的加工，容易实现加工过程的自动化。
⑶产品质量好、加工精度高、表面质量易于保证。切屑瞬间被切离，工件表面
残余应力小；95%切削热被切屑带走，工件热变形小；激振频率高，工件表
面粗糙度小(Ra0.6μm)，可用高速铣代替磨削。
⑷能加工硬质零件。高速铣可加工淬硬钢，钢硬度可达 62HRC 左右，甚至不
用切削液完成硬切削和干切削。并且切削时横向切削力很小，刀刃和工件接
触时间短，加工变形小。
大众某车型翼子板模具实例
图 1 是大众某车型翼子板零件产品图。该零件为典型的汽车外覆盖件，外观
质量要求非常高，对模具的加工质量提出了很高的要求，且表面有 5 条棱线，
机加时需按照大众标准进行锐棱加工。
拉延凸凹模高速铣刀具选择及切削参数
⑴翼子板模具机加方案。
图 1 翼子板零件产品造型
翼子板拉延模具高速铣加工方案由粗加工、半精加工、精加工工序组成。粗加
工阶段根据检测的余量选用大直径球头刀去除大部分余量，型腔、转角部分
采用小直径球头刀进行预清根。半精加工中采用直径为
φ
20mm 球头刀进行
仿形铣，保证在后续高速铣工序中加工余量分布均匀。精加工中采用高速铣
工艺，主轴平均转速达到 9000r/min。在高速铣加工中，刀具轨迹切入和切
出采用圆弧式，避免了垂直切入和切出。
⑵机加刀具选择及夹持方式。
图 2 所示翼子板拉延模在半精加工之前已完成淬火，硬度在 50～55HRC 之
间，淬火区域主要包括拉延筋、制件周圈以及型面凸起处。因此本次高速铣加
工方案采用立方氮化硼(CBN)刀具，夹紧刀具的方式采用热膨胀式，图 3 所
示为高速铣刀柄和夹头。
本次高速铣加工在 SNK 龙门数控加工中心进行，为避免零点切削(图 4)，在
本次机加中设置主轴倾斜 30°(图 5)，保证最佳的高速切削状态，保证表面质
量。
图 2 拉延模淬火方案
图 3 高速铣刀柄与夹头
图 4 零点切削示意图
图 5 高速铣主轴偏置 30°铣头
⑶锐棱加工方案。
锐棱加工方案按照大众标准进行，凹模锐棱加工所用刀具如图 6 所示。由于
刀具尖角圆角很小，为避免发生崩刀现象，分 2 次下刀，总计加工深度约
0.2～0.3mm，图 7 所示为凹模锐棱让开区加工效果。按照工艺要求，锐棱区
域一般为强压区，因此需要在凹模上锐棱两侧预留 0.1～0.2mm 精研余量，
后期调试时依靠钳工研磨达到强压区着色合格的目的。
加工效果评估
图 6 凹模锐棱加工刀具
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