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對於高速切削的討論在一定程度上仍是混亂的。如何定義高速切削(HSM),目前有許多觀點和許多方法。 高速切削的主要目標之一是通過高生產率來降低生產成本。它主要應用於精加工工序,常常是用於加工淬硬模具鋼。另一個目標是通過縮短生產時間和交貨時間提高整體競爭力。

1高速切削的定義

讓我們看一下這些定義中的幾個:
高速切削
高切削速度切削
高主軸速度切削
高進給切削
高速和高進給切削
高生產率切削
我們對高速切削的定義描述如下:
HSM不是簡單意義上的高切削速度。它應當被認為是用特定方法和生產設備進行加工的工藝。
高速切削無需高轉速主軸切削。許多高速切削應用是以中等轉速主軸並採用大尺寸刀具進行的。
如果在高切削速度和高進給條件下對淬硬鋼進行精加工,切削參數可為常規的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意味著高生產率切削。
零件形狀變得越來越複雜,高速切削也就顯得越來越重要。
現在,高速切削主要應用於錐度40的機床上

2高速切削的目標

達到這些目標的主要因素為: 
一次(更少次數)裝夾的模具加工。
通過切削改善模具的幾何精度,同時可減少手工勞動和縮短試模時間。
使用CAM系統和面向車間的編程來幫助制定工藝計劃,通過工藝計劃提高機床和車間的利用率。

3高速切削的實際優點

採用高速切削
使對薄壁零件的切削成為可能。使用高速切削,吃刀時間短,衝擊和彎曲減小了。
模具的幾何精度提高了,組裝就容易和更快了。無論是什麼人,技能如何,都能獲得CAM/CNC生產的表面紋理和幾何精度。如果花在切削上的時間稍多一些,費時的人工拋光工作可顯著減少。常常可減少達60-100%。一些加工,如淬火、電解加工和電火花加工(EDM),可以大大減少。這就可降低投資成本和簡化後勤供應。用切削代替電火花加工(EDM),模具使用壽命和質量也得到提高。
採用高速切削,可通過CAD/CAM很快改變設計,特別是在不需要生產新電極的情況下。
由於起始過程有高的加速度和減速度以及停止,導軌、滾珠絲杠和主軸軸承產生相對快的磨損。這常常導致較高的維護成本。
需要專門的工藝知識、編程設備和快速傳送數據的介面。
可能很難找到和挑選高級技術員工。
有相當長的調試和出故障時間。
加工中無需緊急停止,導致人為錯誤和軟體或硬體故障會產生許多嚴重後果。
必須有良好的加工計劃——「向飢餓的機床提供食物」。
必須有安全保護措施:使用帶安全外罩及防碎片蓋的機床。避免刀具的大懸伸。不要使用「重」刀具和接桿。定期檢查刀具、接桿和螺栓是否有疲勞裂紋。 僅使用註明最高主軸速度的刀具。不要使用整體高速鋼(HSS)刀具!

4高速切削對機床的要求

對ISO/BT 40號機床的典型要求如下:  
主軸速度範圍<40 000 轉/分
數控機床

  數控機床

主軸功率>22 kW
可編程進給率 40-60 m/分
快速橫向進給<90 m/分
軸向減速度/加速度>1g
塊處理速度 1-20 毫秒
數據傳遞速度 250 Kbit/s (1 毫秒)
增量(線性) 5-20 微米
或 NURBS 插補
主軸具有高熱穩定性和剛性,主軸軸承具有高的預張力和冷卻能力。
通過主軸的送風/冷卻液
具有高的吸收振動能力的剛性機床框架
各種誤差補償——溫度、象限、滾珠絲杠是最重要的。
CNC中的高級預見功能。

5高速切削對切削刀具的典型特性或要求

使用可轉位刀片的刀具:
設計保證的平衡。
在刀片座和刀片上的保證跳動量小的高精度,主刀片的最大徑向跳動為10微米。
可轉位刀片

  可轉位刀片

適合淬硬鋼高速切削要求的牌號和槽形。
刀具體上有適當的間隙,以避免刀具彎曲(切削力)消失時產生摩擦。
送風或冷卻液的冷卻孔(立銑刀)。
刀具體上標明允許的最大轉速。
信息來源:中國工業設備網
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