什么是高速切削

发布时间：2011-08-27 作者：数控来源：CNC

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让我们看一下些定义中的几个：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 ...

让我们看一下些定义中的几个：
    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
    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。
    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。
    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。
    现在，高速切削主要应用于锥度40的机床上
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。
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。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，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。
    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。
    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？
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。
    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？
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。
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。

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