高速铣削与数控技术编程

　　高速铣削一般采用高的铣削速度，适当的进给量，小的径向和轴向铣削深度。一般情况下，高速铣削的铣削速度要比常规速度高出5～10倍，其材料去除率是常规铣削的3～5倍以上。铣削时，大量的铣削热被切屑带走，因此工件的表面温度较低。随着铣削速度的提高，铣削力略有下降，表面质量提高，加工生产率随之提高。但在高速加工范围内，随铣削速度的提高会加剧刀具的磨损，如图1所示。

图1高速铣倒的特点

1 高速切削对数控编程的具体要求

　　高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求，除了高速切削机床和高速切削刀具，具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。一个优秀的高速加工CAM编程系统鹿具有很高的计算速度、较强的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、自动刀柄与夹具干涉枪查、进给率优化处理功能、刀具轨迹编辑优化功能、加工残余分析功能等。国内外比较成熟适用于高速加工编程的软件有西门子公司的UnigraphicsNX、英国DelCAM公司的PowerMill、以色列的Cimatron软件。其中英国DelCAM公司的PowerMill在3D加工中优势较为突出。

　　高速切削中的NC代码并不仅仅局限于切削速度、切削深度和进给量的不同数值。NC编程人员必须改变他们的全部加工策略，以创建有效、精确、安令的刀具路径，从而得到预期的表面精度。数控编程时首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次要尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳，这会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命；最后要尽量使刀具载荷均匀，这会直接影响刀具的寿命。高速切削对数控编程 的具体要求如下。

　　1.1 保持恒定的切削载荷

　　高速铣削过程中保持恒定的切削载荷非常重要，这会直接影响工件的加工质量和机床主轴以及／刀具等零件的寿命。

　　1.1.1 保持金属的去除量恒定

　　在加工中恒定的金属去除量可以获得较好的加工质量，由于切削载荷均匀，从而可以延长刀具和机床的使用寿命。

　　为保持恒定的切削条件，主要采用顺铣方式进行粗加工。在高速切削过程中采用顺铣铣削方式，可以产生较少的切削热，降低刀具的负载，降低甚至消除了工件的加工硬化，以及获得较好的表面质量等。

　　在工件余量不均匀的情况下，通常采用等高加工策略来保证恒定的金属去除量。粗加工采用的方法通常是在z方向切削连续的平面，又叫等高加工策略。这种切削遵循了高速加工的理论，采用了比常规切削更小的切深，从而减小每齿切削去除量。图2为Z方向切削连续平面示意图。通常这种加工方式采用斜向或者螺旋切入，可以获得较平稳的切削路径。

图2等高切削示意图 

　　在高速切削的粗加工过程中，保持恒定的金属去除率，可以获得以下的加工效果：(1)保持恒定的切削负载；(2)保持切削量的恒定；(3)较好的热转移；(4)刀具和工件均保持在较冷的状态；(5)延长刀具寿命；(6)获得较好的加工质量等。

1.1.2 刀具要平滑地切人工件

　　如图3所示，在高速切削过程中，让刀具斜向或者沿螺旋线方向切人工件要优于让刀具沿z向直接切人，这样可以保护刀具和机床，而且町以获得较好的加工质量。

图2等高切削示意图 

　　在高速切削的粗加工过程中，保持恒定的金属去除率，可以获得以下的加工效果：(1)保持恒定的切削负载；(2)保持切削量的恒定；(3)较好的热转移；(4)刀具和工件均保持在较冷的状态；(5)延长刀具寿命；(6)获得较好的加工质量等。

　　1.1.2 刀具要平滑地切人工件

　　如图3所示，在高速切削过程中，让刀具斜向或者沿螺旋线方向切人工件要优于让刀具沿z向直接切人，这样可以保护刀具和机床，而且町以获得较好的加工质量。

图3 Z向直接插入与斜向／螺旋切入对比示意图