高速切削的定义

HEATS

高速切削的定义是什么？

) F3 e) V% y+ v* b- N. S. ]

    对于高速切削的讨论在一定程度上仍是混乱的。如何定义高速切削(HSM)，目前有许多观点和许多方法。

    让我们看一下这些定义中的几个：
    高切削速度切削
    高主轴速度切削
    高进给切削
    高速和高进给切削

5 E4 f' `( v! i0 }; R% h: i: Q# W; k

    高生产率切削

    我们对高速切削的定义描述如下：
 
    HSM不是简单意义上的高切削速度。它应当被认为是用特定方法和生产设备进行加工的工艺。

/ |3 y2 q7 `9 Q' y7 B2 `. s

    高速切削无需高转速主轴切削。许多高速切削应用是以中等转速主轴并采用大尺寸刀具进行的。

& @: Z4 C6 y# K5 g

    如果在高切削速度和高进给条件下对淬硬钢进行精加工，切削参数可为常规的4到6倍。

    在小尺寸零件的粗加工到半精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中，HSM意味着高生产率切削。

    零件形状变得越来越复杂，高速切削也就显得越来越重要。

2 O5 O0 _6 z, U- ^: S: f

    现在，高速切削主要应用于锥度40的机床上

- ~) ?2 {3 Z I% k# G+ p

    高速切削的目标是什么？

    高速切削的主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本。它主要应用于精加工工序，常常是用于加工淬硬模具钢。另一个目标是通过缩短生产时间和交货时间提高整体竞争力。

    达到这些目标的主要因素为：
    一次(更少此数)装夹的模具加工。

    通过切削改善模具的几何精度，同时可减少手工劳动和缩短试模时间。

    使用CAM系统和面向车间的编程来帮助制定工艺计划，通过工艺计划提高机床和车间的利用率。

0 \2 f2 j5 R8 [9 W) @/ Y

    高速切削的实际优点是什么？

    刀具和工件可保持低温度，这在许多情况下延长了刀具的寿命。另一方面，在高速切削应用中，切削量是浅的，切削刃的吃刀时间特别短。这就是说，进给比热传播的时间快。

    低切削力得到小而一致的刀具弯曲。这与每种刀具和工序所需的恒定的加工余量相结合，是高效和安全加工的先决条件之一。
 
    由于高速切削中典型的切削深度是浅的，刀具和主轴上的径向力低。这减少了主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损。高速切削和轴向铣削也是良好的组合，它对主轴轴承的冲击小，使用这种方法可以使用悬伸较长的刀具而振动的风险不大。

    小尺寸零件的高生产率切削，如粗加工、半精加工和精加工，在总的材料去除率相对低时有很好的经济性。

    高速切削可在一般精加工中获得高生产率，可获得杰出的表面质量。表面质量常低于Ra 0.2µm。

    采用高速切削，使对薄壁零件的切削成为可能。使用高速切削，吃刀时间短，冲击和弯曲减小了。

    模具的几何精度提高了，组装就容易和更快了。无论是什么人，技能如何，都能获得CAM/CNC生产的表面纹理和几何精度。如果花在切削上的时间稍多一些，费时的人工抛光工作可显著减少。常常可减少达60-100%。一些加工，如淬火、电解加工和电火花加工(EDM)，可以大大减少。这就可降低投资成本和简化后勤供应。用切削代替电火花加工(EDM)，模具使用寿命和质量也得到提高。

! C9 R# L) n/ g: _6 I: G+ ^" Z

    采用高速切削，可通过CAD/CAM很快改变设计，特别是在不需要生产新电极的情况下。

; e& B! [9 u. F) i9 z/ K

    由于起始过程有高的加速度和减速度以及停止，导轨、滚珠丝杠和主轴轴承产生相对快的磨损。这常常导致较高的维护成本。
    需要专门的工艺知识、编程设备和快速传送数据的接口。
    可能很难找到和挑选高级技术员工。
    有相当长的调试和出故障时间。
    加工中无需紧急停止，导致人为错误和软件或硬件故障会产生许多严重后果。
    必须有良好的加工计划——“向饥饿的机床提供食物”。
必须有安全保护措施：使用带安全外罩及防碎片盖的机床。避免刀具的大悬伸。不要使用“重”刀具和接杆。定期检查刀具、接杆和螺栓是否有疲劳裂纹。 仅使用注明最高主轴速度的刀具。不要使用整体高速钢(HSS)刀具！

    高速切削对机床有哪些要求？

L: N4 o; J @

    对ISO/BT 40号机床的典型要求如下：
    主轴速度范围<40 000 转/分
    主轴功率>22 kW
    可编程进给率 40-60 m/分
    快速横向进给<90 m/分
    轴向减速度/加速度>1g
    块处理速度 1-20 毫秒
    数据传递速度 250 Kbit/s (1 毫秒)
    增量(线性) 5-20 微米
    或 NURBS 插补
    主轴具有高热稳定性和刚性，主轴轴承具有高的预张力和冷却能力。

8 G2 A5 A* i: b/ [. O0 C- f

    通过主轴的送风/冷却液
    具有高的吸收振动能力的刚性机床框架
    各种误差补偿——温度、象限、滚珠丝杠是最重要的。
    CNC中的高级预见功能。

    高速切削对切削刀具的典型特性或要求有哪些？

) J$ {) i4 |% f7 F$ y" h5 M

    整体硬质合金：
    高精度磨削，径向跳动低于3微米。
    尽可能小的凸出和悬伸，最大的刚性，尽可能小的刀具弯曲变形和大的芯核直径。
    为了使振动的风险、切削力和弯曲尽可能小，切削刃和接触长度应尽可能短。
    超尺寸、锥度刀柄，这在小直径时特别重要。
    细晶粒基体和为了得到高耐磨性的TiAlN 涂层。
    用于风冷或冷却液的内冷却孔。
    适合淬硬钢高速切削要求的坚固微槽形。
    对称刀具，最好是设计保证平衡。

& j' m( h; e" T

    使用可转位刀片的刀具：
    设计保证的平衡。
    在刀片座和刀片上的保证跳动量小的高精度，主刀片的最大径向跳动为10微米。
    适合淬硬钢高速切削要求的牌号和槽形。
    刀具体上有适当的间隙，以避免刀具弯曲(切削力)消失时产生摩擦。
    送风或冷却液的冷却孔(立铣刀)。
    刀具体上标明允许的最大转速。

8 w& U& p0 X H* ^/ O