绥化蟹贤科技有限公司

????????本文主要收錄了模具制造最常出現的25個(gè)問(wèn)題，主要是關(guān)于切削方面的，并一一做出了解答

????????

????????1. 選擇模具鋼時(shí)什么是最重要的和最具有決定性意義的因素?

????????答：成形方法 － 可從兩種基本材料類(lèi)型中選擇。

????????A) 熱加工工具鋼，它能承受模鑄、鍛造和擠壓時(shí)的相對高的溫度。

????????B) 冷加工工具鋼，它用于下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓成形。

????????塑料-一些塑料會(huì )產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品，例如PVC塑料。長(cháng)時(shí)間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻/加熱、水或儲存條件等因素也會(huì )產(chǎn)生腐蝕。 在這些情況下，推薦使用不銹鋼材料的鋼。

????????尺寸 - 大尺寸常常使用預硬鋼。 整體淬硬鋼常常用于小尺寸。

????????使用次數 - 長(cháng)期使用(> 1 000 000次)的應使用高硬度鋼，其硬度為48-65 HRC。 中等長(cháng)時(shí)間使用(100 000到1 000 000次)的應使用預硬鋼，其硬度為30-45 HRC。 短時(shí)間使用(<100 000次)的應使用軟鋼，其硬度為160-250 HB。

????????表面粗糙度 - 許多塑料制造商對好的表面粗糙度感興趣。 當添加硫改善金屬切削性能時(shí)，表面質(zhì)量會(huì )因此下降。 硫含量高的鋼也變得更脆。

????????2. 影響材料可切削性的首要因素是什么?

????????答：鋼的化學(xué)成分很重要。 鋼的合金成分越高，就越難加工。 當碳含量增加時(shí)，金屬切削性能就下降。

????????鋼的結構對金屬切削性能也非常重要。 不同的結構包括： 鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋制的和已切削加工過(guò)的。 鍛件和鑄件有非常難于加工的表面。

????????硬度是影響金屬切削性能的一個(gè)重要因素。 一般規律是鋼越硬，就越難加工。 高速鋼(HSS)可用于加工硬度最高為330-400 HB的材料;高速鋼+鈦化氮(TiN)涂層，可加工硬度最高為45 HRC的材料; 而對于硬度為65-70 HRC的材料，則必須使用硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬陶瓷和立方氮化硼(CBN)。

????????非金屬參雜一般對刀具壽命有不良影響。 例如Al2O3 (氧化鋁)，它是純陶瓷，有很強的磨蝕性。

????????最后一個(gè)是殘余應力，它能引起金屬切削性能問(wèn)題。 常常推薦在粗加工后進(jìn)行應力釋放工序。

????????3. 模具制造的生產(chǎn)成本由哪些部分組成?

????????答：粗略地說(shuō)，成本的分布情況如下：

????????切削 65%

????????工件材料 20%

????????熱處理 5%

????????裝配/調整 10%

????????這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優(yōu)良的總體切削解決方案對的經(jīng)濟生產(chǎn)的重要性。

????????4. 鑄鐵的切削特性是什么?

????????答：一般來(lái)說(shuō)，它是：

????????鑄鐵的硬度和強度越高，金屬切削性能越低，從刀片和刀具可預期的壽命越低。 用于金屬切削生產(chǎn)的鑄鐵其大部分類(lèi)型的金屬切削性能一般都很好。 金屬切削性能與結構有關(guān)，較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也較大。 片狀石墨鑄鐵和可鍛鑄鐵有優(yōu)良的切削屬性，而球墨鑄鐵相當差。

????????加工鑄鐵時(shí)遇到的主要磨損類(lèi)型為： 磨蝕、粘結和擴散磨損。 磨蝕主要由碳化物、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產(chǎn)生。 有積屑瘤的粘結磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發(fā)生。 鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上，但這可用提高切削速度和溫度來(lái)克服。

????????在另一方面，擴散磨損與溫度有關(guān)，在高切削速度時(shí)產(chǎn)生，特別是使用高強度鑄鐵牌號時(shí)。 這些牌號有很高的抗變型能力，導致了高溫。 這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關(guān)，這就使得一些鑄鐵需用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀具在高速下加工，以獲得良好的刀具壽命和表面質(zhì)量。

????????一般對加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為： 高熱硬度和化學(xué)穩定性，但也與工序、工件和切削條件有關(guān);要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度。 切削鑄鐵的滿(mǎn)意程度取決于切削刃的磨損如何發(fā)展： 快速變鈍意味著(zhù)產(chǎn)生熱裂紋和缺口而使切削刃過(guò)早斷裂、工件破損、表面質(zhì)量差、過(guò)大的波紋度等。 正常的后刀面磨損、保持平衡和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到的。

????????5. 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序?

????????答：制造都要經(jīng)過(guò)切削過(guò)程，其中至少應分為3個(gè)工序類(lèi)型：

????????粗加工、半精加工和精加工，有時(shí)甚至還有超精加工(大部分是高速切削應用)。 殘余量銑削當然是在半精加工工序后為精加工而準備的。 在每一個(gè)工序中都應努力做到為下一個(gè)工序留下均勻分布的余量，這一點(diǎn)非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負載很少有快速的變化，刀具的壽命就可能延長(cháng)，并更加可預測。 如果可能，就應在專(zhuān)用機床上進(jìn)行精加工工序。 這會(huì )在更短的調試和裝配時(shí)間內提高的幾何精度和質(zhì)量。

????????6. 在這些不同的工序中應主要使用何種刀具?

????????答：粗加工工序： 圓刀片銑刀、球頭立銑刀及大刀尖圓弧半徑的立銑刀。

????????半精加工工序： 圓刀片銑刀(直徑范圍為10-25 mm的圓刀片銑刀)，球頭立銑刀。

????????精加工工序： 圓刀片銑刀、球頭立銑刀。

????????殘余量銑削工序：圓刀片銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀。

????????通過(guò)選擇專(zhuān)門(mén)的刀具尺寸、槽形和牌號組合，以及切削參數和合適的銑削策略，來(lái)優(yōu)化切削工藝，這非常重要。

????????7. 在切削工藝中有沒(méi)有一個(gè)最重要的因素?

????????答：切削過(guò)程中一個(gè)最重要的目標是在每一個(gè)工序中為每一種刀具創(chuàng )建均勻分布的加工余量。 這就是說(shuō)，必須使用不同直徑的刀具(從大到小)，特別是在粗加工和半精加工工序中。 任何時(shí)候主要的標準應是在每個(gè)工序中與的最終形狀盡可能地相近。

????????為每一種刀具提供均勻分布的加工余量保證了恒定而高的生產(chǎn)率和安全的切削過(guò)程。 當ap/ae(軸向切削深度/徑向切削深度)不變時(shí)，切削速度和進(jìn)給率也可恒定地保持在較高水平上。 這樣，切削刃上的機械作用和工作負載變化就小，因此產(chǎn)生的熱量和疲勞也少，從而提高了刀具壽命。 如果后面的工序是一些半精加工工序，特別是所有精加工工序，就可進(jìn)行無(wú)人加工或部分無(wú)人加工。 恒定的材料加工余量也是高速切削應用的基本標準。

????????恒定的加工余量的另一個(gè)有利的效應是對機床——導軌、球絲杠和主軸軸承的不利影響小。

????????

????????8. 為什么最經(jīng)常將圓刀片銑刀作為模具粗加工刀具的首選?

????????答：如果使用方肩銑刀進(jìn)行型腔的粗銑削，在半精加工中就要去除大量的臺階狀切削余量。 這將使切削力發(fā)生變化，使刀具彎曲。 其結果是給精加工留下不均勻的加工余量，從而影響的幾何精度。 如果使用刀尖強度較弱的方肩銑刀(帶三角形刀片)，就會(huì )產(chǎn)生不可預測的切削效應。 三角形或菱形刀片還會(huì )產(chǎn)生更大的徑向切削力，并且由于刀片切削刃的數量較少，所以他們是經(jīng)濟性較差的粗加工刀具。

????????另一方面，圓刀片可在各種材料中和各個(gè)方向上進(jìn)行銑削，如果使用它，在相鄰刀路之間過(guò)渡較平滑，也可以為半精加工留下較小的和較均勻的加工余量。 圓刀片的特性之一是他們產(chǎn)生的切屑厚度是可變的。 這就使它們可使用比大多數其它刀片更高的進(jìn)給率。 圓刀片的主偏角從幾乎為零(非常淺的切削)改變到90度，切削作用非常平穩。 在切削的最大深度處，主偏角為45度，當沿帶外圓的直壁仿形切削時(shí)，主偏角為90度。 這也說(shuō)明了為什么圓刀片刀具的強度大——切削負載是逐漸增大的。 粗加工和半粗加工應該總將圓刀片銑刀，如CoroMill 200(見(jiàn)制造樣本C-1102:1)作為首選。 在5軸切削中，圓刀片非常適合，特別是它沒(méi)有任何限制。

????????通過(guò)使用良好的編程，圓刀片銑刀在很大程度上可代替球頭立銑刀。 跳動(dòng)量小的圓刀片與精磨的的、正前角和輕切削槽形相結合，也可以用于半精加工和一些精加工工序。

????????9. 什么是有效切削速度(ve)和為什么它對高生產(chǎn)率非常重要?

????????答：切削中，實(shí)際或有效直徑上的有效切削速度的基本計算總是非常重要。 由于臺面進(jìn)給量取決于一定切削速度下的轉速，如果未計算有效速度，臺面進(jìn)給量就會(huì )計算錯誤。

????????如果在計算切削速度時(shí)使用刀具的名義直徑值(Dc)，當切削深度淺時(shí)，有效或實(shí)際切削速度要比計算速度低得多。如圓刀片CoroMill 200刀具(特別是在小直徑范圍)、球頭立銑刀、大刀尖圓弧半徑立銑刀和CoroMill 390立銑刀之類(lèi)的刀具(這些刀具請參見(jiàn)山特維克可樂(lè )滿(mǎn)的制造樣本 C-1102:1)。由此，計算得到的進(jìn)給率也低得多，這嚴重降低了生產(chǎn)率。 更重要的是，刀具的切削條件低于它的能力和推薦應用范圍。

????????當進(jìn)行3D切削時(shí)，切削時(shí)的直徑在變化，它與的幾何形狀有關(guān)。 此問(wèn)題的一個(gè)解決方案是定義的陡壁區域和幾何形狀淺的零件區域。 如果對每個(gè)區域編制專(zhuān)門(mén)的CAM程序和切削參數，就可以達到良好的折中和結果。

????????

????????10. 對于成功的淬硬模具鋼銑削來(lái)說(shuō)，重要的應用參數有哪些?

????????答：使用高速銑對淬硬鋼進(jìn)行精加工時(shí)，一個(gè)需遵守的主要因素是采用淺切削。 切削深度應不超過(guò)0.2/0.2 mm(ap/ae：軸向切削深度/徑向切削深度)。這是為了避免刀柄/切削刀具的過(guò)大彎曲和保持所加工擁有小的公差和高精度。

????????選擇剛性很好的夾緊系統和刀具也非常重要。 當使用整體硬質(zhì)合金刀具時(shí)，采用有最大核心直徑(最大抗彎剛性)的刀具非常重要。 一條經(jīng)驗法則是，如果將刀具的直徑提高20%，例如從10 mm提高到12 mm，刀具的彎曲將減小50%。 也可以說(shuō)，如果將刀具懸伸/伸出部分縮短20%，刀具的彎曲將減小50%。 大直徑和錐度的刀柄進(jìn)一步提高了剛度。 當使用可轉位刀片的球頭立銑刀(見(jiàn)制造樣本 C-1102:1)時(shí)，如果刀柄用整體硬質(zhì)合金制造，抗彎剛性可以提高3-4倍。

????????當用高速銑對淬硬鋼進(jìn)行精加工時(shí)，選擇專(zhuān)用槽形和牌號也非常重要。 選擇像TiAlN這樣有高熱硬度的涂層也非常重要。

????????11. 什么時(shí)候應采用順銑，什么時(shí)候應采用逆銑?

????????答：主要建議是： 盡可能多使用順銑。

????????當切削刃剛進(jìn)行切削時(shí)，在順銑中，切屑厚度可達到其最大值。 而在逆銑中，為最小值。 一般來(lái)說(shuō)，在逆銑中刀具壽命比在順銑中短，這是因為在逆銑中產(chǎn)生的熱量比在順銑中明顯地高。 在逆銑中當切屑厚度從零增加到最大時(shí)，由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強，因此會(huì )產(chǎn)生更多的熱量。 逆銑中徑向力也明顯高，這對主軸軸承有不利影響。

????????在順銑中，切削刃主要受到的是壓縮應力，這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比，對硬質(zhì)合金刀片或整體硬質(zhì)合金刀具的影響有利得多。 當然也有例外。 當使用整體硬質(zhì)合金立銑刀(見(jiàn)樣本C- 1102:1中的刀具)進(jìn)行側銑(精加工)時(shí)，特別是在淬硬材料中，逆銑是首選。 這更容易獲得更小公差的壁直線(xiàn)度和更好的90度角。 不同軸向走刀之間如果有不重合的話(huà)，接刀痕也非常小。 這主要是因為切削力的方向。 如果在切削中使用非常鋒利的切削刃，切削力便趨向將刀“拉”向材料。 可以使用逆銑的另一個(gè)例子是，使用老式手動(dòng)銑床進(jìn)行銑削，老式銑床的絲杠有較大的間隙。 逆銑產(chǎn)生消除間隙的切削力，使銑削動(dòng)作更平穩。

????????

????????12.仿形銑削還是等高線(xiàn)切削?

????????答：在型腔銑削中，保證順銑刀具路徑成功的最好方法是采用等高線(xiàn)銑削路徑。 銑刀(例如球頭立銑刀，見(jiàn)制造樣本C-1102:1)外圓沿等高線(xiàn)銑削常常得到高生產(chǎn)率，這是因為在較大的刀具直徑上，有更多的齒在切削。 如果機床主軸的轉速受到限制，等高線(xiàn)銑削將幫助保持切削速度和進(jìn)給率。 采用這種刀具路徑，工作負載和方向的變化也小。 在高速銑應用和淬硬材料加工中，這特別重要。這是因為如果切削速度和進(jìn)給量高的話(huà)，切削刃和切削過(guò)程便更容易受到工作負載和方向改變的不利影響，工作負載和方向的變化會(huì )引起切削力和刀具彎曲的變化。 應盡可能避免沿陡壁的仿形銑削。 下仿形銑削時(shí)，低切削速度下的切屑厚度大。 在球頭刀中央，還有刃口崩碎的危險。 如果控制差，或機床無(wú)預讀功能，就不能足夠快地減速，最容易在中央發(fā)生刃口崩碎的危險。 沿陡壁的上仿形銑削對切削過(guò)程較好一些，這是因為在有利的切屑速度下，切屑厚度為其最大值。

????????為了得到最長(cháng)的刀具壽命，在銑削過(guò)程中應使切削刃盡可能長(cháng)時(shí)間地保持連續切削。 如果刀具進(jìn)入和退出太頻繁，刀具壽命會(huì )明顯縮短。 這會(huì )使切削刃上的熱應力和熱疲勞加劇。 在切削區域有均勻和高的溫度比有大的波動(dòng)對現代硬質(zhì)合金刀具更有利。 仿形銑削路徑常常是逆銑和順銑的混合(之字形)，這意味切削中會(huì )頻繁地吃刀和退刀。 這種刀具路徑對質(zhì)量也有不好的影響。 每次吃刀意味刀具彎曲，在表面上便有抬起的標記。 當刀具退出時(shí)，切削力和刀具的彎曲減小，在退出部分會(huì )有輕微的材料“過(guò)切削”。

????????

????????13. 為什么有的銑刀上必須有不同的齒距?

????????答：銑刀是多切削刃刀具，齒數(z)是可改變的，有一些因素可以幫助確定用于不同加工類(lèi)型的齒距或齒數。 材料、工件尺寸、總體穩定性、懸伸尺寸、表面質(zhì)量要求和可用功率就是與加工有關(guān)的因素。 與刀具有關(guān)的因素包括足夠的每齒進(jìn)給量、至少同時(shí)有兩個(gè)齒在切削以及刀具的切屑容量，這些僅是其中的一小部分。

????????銑刀的齒距(u)是刀片切削刃上的點(diǎn)到下一個(gè)切削刃上同一個(gè)點(diǎn)的距離。 銑刀分為疏、密和超密齒距銑刀，大部分可樂(lè )滿(mǎn)銑刀都有這3個(gè)選項，見(jiàn)制造樣本C-1102:1。密齒距是指有較多的齒和適當的容屑空間，可以以高金屬去除率切削。 一般用于鑄鐵和鋼的中等負載銑削。 密齒距是通用銑刀的首選，推薦用于混合生產(chǎn)。

????????疏齒距是指在銑刀圓周上有較少的齒和有大的容屑空間。疏齒距常常用于鋼的粗加工到精加工，在鋼加工中振動(dòng)對加工結果影響很大。 疏齒距是真正有效的問(wèn)題解決方案，它是長(cháng)懸伸銑削、低功率機床或其它必須減小切削力應用的首選。

????????超密齒距刀具的容屑空間非常小，可以使用較高的工作臺進(jìn)給。 這些刀具適合于間斷的鑄鐵表面的切削、鑄鐵粗加工和鋼的小余量切削，例如側銑。 它們也適合于必須保持低切削速度的應用。 銑刀還可以有均勻的或不等的齒距。 后者是指刀具上齒的間隔不相等，這也是解決振動(dòng)問(wèn)題的有效方法。

????????當存在振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，推薦盡可能采用疏齒不等齒距銑刀。由于刀片少，振動(dòng)加劇的可能性就小。 小的刀具直徑也可改善這種情況。 應使用能很好適應的槽形和牌號的組合——鋒利的切削刃和韌性好的牌號組合。

????????14. 為了獲得最佳性能，銑刀應怎樣定位?

????????答：切削長(cháng)度會(huì )受到銑刀位置的影響。 刀具壽命常常與切削刃必須承擔的切削長(cháng)度有關(guān)。 定位于工件中央的銑刀其切削長(cháng)度短，如果使銑刀在任一方向偏離中心線(xiàn)，切削的弧就長(cháng)。 要記住，切削力是如何作用的，必須達到一個(gè)折中。 在刀具定位于工件的中央的情況下，當刀片切削刃進(jìn)入或退出切削時(shí)，徑向切削力的方向就隨之改變。 機床主軸的間隙也使振動(dòng)加劇，導致刀片振動(dòng)。

????????通過(guò)使刀具偏離中央，就會(huì )得到恒定的和有利的切削力方向。 懸伸越長(cháng)，克服所有可能的振動(dòng)也就越重要。

????????15. 為了消除切削過(guò)程中的振動(dòng)，應采取什么措施?

????????答：當存在振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，基本措施是減小切削力。 這可通過(guò)使用正確的刀具、方法和切削參數達到。

????????遵守下面的已證明有效的建議：

????????- 選擇疏齒距或不等齒距銑刀。

????????- 使用正前角、小切削力刀片槽形。

????????- 盡可能使用小銑刀。 當使用減震接桿進(jìn)行銑削時(shí)，這一點(diǎn)特別重要。

????????- 使用小切削刃鈍化半徑(ER)的刀片。 從厚涂層到薄涂層。 如需要可使用非涂層刀片。 應使用基體為細晶顆粒的高韌性刀片牌號。

????????- 使用大的每齒進(jìn)給。 降低轉速，保持工作臺進(jìn)給量(等于較大的每齒進(jìn)給量)。 或保持轉速并提高工作臺進(jìn)給量(較大的每齒進(jìn)給量)。 切勿減小每齒進(jìn)給量!

????????- 減小徑向和軸向切削深度。

????????- 選擇穩定的刀柄，如可樂(lè )滿(mǎn)Capto。 使用盡可能大的接柄尺寸，以獲得最佳穩定性。 使用錐度加長(cháng)桿，以獲得最大剛性。

????????- 對于大懸伸，使用與疏齒距不等齒距銑刀結合的減震接桿。 安裝銑刀時(shí)，使銑刀與減震接柄直接連接。

????????- 使銑刀偏離工件中心。

????????- 如果使用偶數齒的刀具——可每隔一齒拆下一個(gè)刀片。

????????16. 為了使刀具平衡，應采取的最重要措施有哪些?

????????答：在整個(gè)切削過(guò)程中，為達到刀具平衡牽涉到的典型步驟如下：

????????- 測量刀具/刀柄組件的不平衡。

????????- 通過(guò)變更刀具、切削它以去除一些質(zhì)量，或移動(dòng)刀柄上的配重來(lái)降低不平衡。

????????- 經(jīng)常必須重復這些步驟，包括再次檢查刀具、再次精確調整，直到達到平衡。

????????刀具平衡還牽涉到幾個(gè)未討論過(guò)的工藝中的不穩定性。其中之一是刀柄與主軸之間的配合問(wèn)題。其原因是夾緊時(shí)常常有可測量的間隙，也可能是錐柄上有切屑或臟污。這會(huì )造成錐柄每次定位都不相同。即使刀具、刀柄和主軸在各個(gè)方面的狀態(tài)都很好，但如果存在沾污，也會(huì )造成不平衡。為了平衡刀具，必須會(huì )增加切削過(guò)程中的成本，如果刀具平衡對降低成本非常重要，就應并對每種的具體情況進(jìn)行分析。

????????但是，為了很好地平衡刀具，在選擇正確的刀具時(shí)還有許多工作要做。以下幾點(diǎn)是選擇刀具時(shí)應給予考慮的： - 購買(mǎi)高質(zhì)量的刀具與刀柄。應選擇預先已消除了不平衡的刀柄。

????????- 最好使用短的和盡可能輕的刀具。

????????- 定期檢驗刀具和刀柄，檢查是否有疲勞螺紋和變形的征兆。

????????工藝能接受的刀具不平衡由工藝自身的情況來(lái)確定。這些情況包括切削過(guò)程的切削力、機床的平衡狀況及這兩個(gè)因素彼此相互影響的程度。試驗是找到最佳平衡的最好方法。用不同的不平衡值運行幾次，例如從不平衡值為20克毫米或更低開(kāi)始。每次運行后，再用更加平衡的刀具重復試驗。最佳平衡應該是這樣的一個(gè)點(diǎn)：超過(guò)這個(gè)點(diǎn)后，進(jìn)一步提高刀具平衡不會(huì )提高工件的表面質(zhì)量;或是這樣的一個(gè)點(diǎn)：在此點(diǎn)上工藝能易于保證規定的工件公差。

????????關(guān)鍵是始終將重點(diǎn)放在工藝上，而不是將動(dòng)平衡等級-G值或其它任意確定的平衡值作為目標。此目標應為達到效率盡可能高的工藝。這牽涉到權衡刀具平衡的成本和因此而獲得的好處，因此應在成本與好處之間合理地進(jìn)行平衡。

????????關(guān)于刀具平衡更詳細的技術(shù)信息， 請與當地的可樂(lè )滿(mǎn)代表聯(lián)系。

????????

????????17. 在常規和高速切削應用中，為了得到盡可能好的效果，我應使用何種刀柄?

????????答：高速加工時(shí)，離心力非常大，會(huì )導致主軸孔慢慢變大。這對一些V形法蘭的刀柄會(huì )產(chǎn)生負面影響，因為V形法蘭的刀柄僅在徑向面上與主軸孔接觸。主軸孔變大會(huì )使刀具在拉桿恒定的拉力作用下被拉入主軸。這甚至會(huì )引起刀具粘住或Z軸方向的尺寸精度降低。

????????與主軸孔和端面同時(shí)接觸的刀具，即徑向和軸向同時(shí)配合的刀具更適用于高速下的切削。當主軸孔擴大時(shí)，端面接觸可避免刀具在主軸孔內向上的移動(dòng)。使用空心刀柄的刀具也容易受離心力的影響，但它們已設計成在高速下隨主軸孔的增大而增大。刀具和主軸在徑向和軸向都接觸提供了良好的夾緊剛性，使刀具可以進(jìn)行高速切削。采用獨有的橢圓三棱短錐設計的可樂(lè )滿(mǎn)Capto接口在傳遞扭矩和高生產(chǎn)率切削時(shí)，具有更優(yōu)秀的性能。

????????高主軸轉速時(shí)主軸表面接觸的對照表

????????主軸轉速 ISO 40 HSK 50A Coromant Capto C5

????????0 100% 100% 100%

????????20 000 100% 95% 100%

????????25 000 37% 91% 99%

????????30 000 31% 83% 95%

????????35 000 26% 72% 91%

????????40 000 26% 67% 84%

????????當安排高速切削時(shí)，應盡量使用由對稱(chēng)的刀具和刀柄組合而成的刀具系統。有幾種可用的不同刀具系統。先將刀柄加熱使孔擴張，待它們冷卻后刀具就被夾緊了，這就是過(guò)盈配合系統。對于高速切削來(lái)說(shuō)，這是最好和最可靠的固定刀具方法。這首先是因為它的跳動(dòng)量非常小;第二，這種連接能傳遞大扭矩;第三，它很容易構建定制刀具和刀具組件;最后，用這種方法組成的刀具組件有極高的總體剛性。

????????另一種出眾并非常通用的刀具夾緊裝置是可樂(lè )滿(mǎn)高精度強力夾頭——CoroGrip。這種刀柄系統覆蓋了從粗加工到超精加工的所有應用。一個(gè)夾頭可夾緊使用直柄、惠氏刻槽或側壓式刀柄的面銑刀到鉆頭的所有類(lèi)型的刀具。標準彈簧夾套，如可用液壓(HydroGrip)、BIG、Nikken、NT的彈簧夾套，均可用于CoroGrip夾頭。在4XD處的跳動(dòng)量?jì)H為0.002 – 0.006 mm。夾緊力和扭矩傳遞特別高，其平衡設計使它用于高速切削(< 40 000轉/分)時(shí)有非常完美的性能。關(guān)于刀柄的詳細信息，請參見(jiàn)制造樣本C-1102:1。

????????

????????18. 我應怎樣切削轉角才能沒(méi)有振動(dòng)的危險?

????????答：傳統的切削轉角的方法是使用線(xiàn)性切削(G1),在轉角的過(guò)渡不連續。這就是說(shuō)，當刀具到達角落時(shí)，由于線(xiàn)性軸的動(dòng)力特性限制，刀具必須減速。在電機改變進(jìn)給方向前，有一短暫的停頓，這會(huì )產(chǎn)生大量的熱量和摩擦。很長(cháng)的接觸長(cháng)度會(huì )導致切削力的不穩定，并常常使角落切削不足。典型的結果是振動(dòng)——刀具越大和越長(cháng)，或刀具總懸伸越大，振動(dòng)越強。

????????此問(wèn)題的最佳解決方案：

????????使用圓角半徑比轉角半徑小的刀具。使用圓弧插補生成角落。這種加工方法在塊的邊界處不會(huì )產(chǎn)生停頓，這就是說(shuō)，刀具的運動(dòng)提供了光滑和連續的過(guò)渡，產(chǎn)生振動(dòng)的可能性大大地降低了。

????????另一種解決方案是通過(guò)圓弧插補產(chǎn)生比圖紙上的規定稍大些的圓角半徑。這是很有利的，這樣，有時(shí)就可在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產(chǎn)率。

????????在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進(jìn)行固定銑削或圓弧插補切削。

????????

????????19. 什么是開(kāi)始切削型腔的最佳方法?

????????答：共有4種主要方法：

????????起始孔的預鉆削，角落也可預鉆削。不推薦這種方法： 這需要增加一種刀具，同時(shí)此刀具也要占據刀具室內空間。單從切削的觀(guān)點(diǎn)看，刀具通過(guò)預鉆削孔時(shí)因切削力而產(chǎn)生不利的振動(dòng)。當使用預鉆削孔時(shí)，常常會(huì )導致刀具損壞。使用預鉆削孔，也會(huì )增加切屑的再切削。

????????如果使用球頭立銑刀或圓刀片刀具(見(jiàn)制造樣本C-1102:1)，通常采用啄銑，以保證全部軸向深度都能得以切削。使用這種方法的缺點(diǎn)是排屑問(wèn)題和使用圓刀片會(huì )產(chǎn)生非常長(cháng)的切屑。

????????最佳的方法之一是使用X/Y和Z方向的線(xiàn)性坡走切削，以達到全部軸向深度的切削。

????????最后，可以以螺旋形式進(jìn)行圓插補銑。這是一種非常好的方法，因為它可產(chǎn)生光滑的切削作用，而只要求很小的開(kāi)始空間。

????????20. 高速切削的定義是什么?

????????答：對于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(guān)點(diǎn)和許多方法。 讓我們看一下這些定義中的幾個(gè)：

????????高切削速度切削

????????高主軸速度切削

????????高進(jìn)給切削

????????高速和高進(jìn)給切削

????????高生產(chǎn)率切削

????????我們對高速切削的定義描述如下：

????????HSM不是簡(jiǎn)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(chǎn)設備進(jìn)行加工的工藝。

????????高速切削無(wú)需高轉速主軸切削。許多高速切削應用是以中等轉速主軸并采用大尺寸刀具進(jìn)行的。

????????如果在高切削速度和高進(jìn)給條件下對淬硬鋼進(jìn)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(zhù)高生產(chǎn)率切削。

????????零件形狀變得越來(lái)越復雜，高速切削也就顯得越來(lái)越重要。

????????現在，高速切削主要應用于錐度40的機床上。

????????關(guān)于高速切削的詳細信息，請參見(jiàn)制造應用指南 C-1120:2。 請參見(jiàn)制造應用指南 C-1120:2。

????????21. 高速切削的目標是什么?

????????答：高速切削的主要目標之一是通過(guò)高生產(chǎn)率來(lái)降低生產(chǎn)成本。它主要應用于精加工工序，常常是用于加工淬硬鋼。另一個(gè)目標是通過(guò)縮短生產(chǎn)時(shí)間和交貨時(shí)間提高整體競爭力。

????????達到這些目標的主要因素為：

????????一次(更少此數)裝夾的加工。

????????通過(guò)切削改善的幾何精度，同時(shí)可減少手工勞動(dòng)和縮短試模時(shí)間。

????????使用CAM系統和面向車(chē)間的編程來(lái)幫助制定工藝計劃，通過(guò)工藝計劃提高機床和車(chē)間的利用率。

????????關(guān)于高速切削的詳細信息，請參見(jiàn)制造應用指南 C-1120:2。 請參見(jiàn)制造應用指南 C-1120:2。

????????22.高速切削的實(shí)際優(yōu)點(diǎn)是什么?

????????答：刀具和工件可保持低溫度，這在許多情況下延長(cháng)了刀具的壽命。另一方面，在高速切削應用中，切削量是淺的，切削刃的吃刀時(shí)間特別短。這就是說(shuō)，進(jìn)給比熱傳播的時(shí)間快。

????????低切削力得到小而一致的刀具彎曲。這與每種刀具和工序所需的恒定的加工余量相結合，是高效和安全加工的先決條件之一。

????????由于高速切削中典型的切削深度是淺的，刀具和主軸上的徑向力低。這減少了主軸軸承、導軌和滾珠絲杠的磨損。高速切削和軸向銑削也是良好的組合，它對主軸軸承的沖擊小，使用這種方法可以使用懸伸較長(cháng)的刀具而振動(dòng)的風(fēng)險不大。

????????小尺寸零件的高生產(chǎn)率切削，如粗加工、半精加工和精加工，在總的材料去除率相對低時(shí)有很好的經(jīng)濟性。

????????高速切削可在一般精加工中獲得高生產(chǎn)率，可獲得杰出的表面質(zhì)量。表面質(zhì)量常低于Ra 0.2 um。

????????采用高速切削，使對薄壁零件的切削成為可能。使用高速切削，吃刀時(shí)間短，沖擊和彎曲減小了。

????????的幾何精度提高了，組裝就容易和更快了。無(wú)論是什么人，技能如何，都能獲得CAM/CNC生產(chǎn)的表面紋理和幾何精度。如果花在切削上的時(shí)間稍多一些，費時(shí)的人工拋光工作可顯著(zhù)減少。常?？蓽p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(jiǎn)化后勤供應。用切削代替電火花加工(EDM)，使用壽命和質(zhì)量也得到提高。

????????采用高速切削，可通過(guò)CAD/CAM很快改變設計，特別是在不需要生產(chǎn)新電極的情況下。

????????關(guān)于高速切削的詳細信息，請參見(jiàn)制造應用指南C-1120:2。請參見(jiàn)制造應用指南C-1120:2。

????????

????????23. 高速切削有風(fēng)險或缺點(diǎn)嗎?

????????答：由于起始過(guò)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(chǎn)生相對快的磨損。這常常導致較高的維護成本。

????????需要專(zhuān)門(mén)的工藝知識、編程設備和快速傳送數據的接口。

????????可能很難找到和挑選高級技術(shù)員工。

????????常有相當長(cháng)的調試和出故障時(shí)間。

????????加工中無(wú)需緊急停止，導致人為錯誤和軟件或硬件故障會(huì )產(chǎn)生許多嚴重后果。

????????必須有良好的加工計劃——“向饑餓的機床提供食物”。

????????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。 僅使用注明最高主軸速度的刀具。不要使用整體高速鋼(HSS)刀具!

????????關(guān)于高速切削的詳細信息，請參見(jiàn)制造應用指南C-1120:2。 請參見(jiàn)制造應用指南C-1120:2。

????????24. 高速切削對機床有哪些要求?

????????答：對ISO/BT 40號機床的典型要求如下：

????????主軸速度范圍 < 40 000 轉/分

????????主軸功率 > 22 kW

????????可編程進(jìn)給率 40-60 m/分

????????快速橫向進(jìn)給 < 90 m/分

????????軸向減速度/加速度 > 1 G

????????塊處理速度 1-20 毫秒

????????數據傳遞速度 250 Kbit/s (1 毫秒)

????????增量(線(xiàn)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(guò)主軸的送風(fēng)/冷卻液

????????具有高的吸收振動(dòng)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(jiàn)功能。

????????關(guān)于高速切削的詳細信息，請參見(jiàn)制造應用指南 C-1120:2。 請參見(jiàn)制造應用指南C-1120:2。

????????25. 高速切削對切削刀具的典型特性或要求有哪些?

????????答：整體硬質(zhì)合金：

????????高精度磨削，徑向跳動(dòng)低于3微米。

????????盡可能小的凸出和懸伸，最大的剛性，盡可能小的刀具彎曲變形和大的芯核直徑。

????????為了使振動(dòng)的風(fēng)險、切削力和彎曲盡可能小，切削刃和接觸長(cháng)度應盡可能短。

????????超尺寸、錐度刀柄，這在小直徑時(shí)特別重要。

????????細晶?；w和為了得到高耐磨性的TiAlN 涂層。

????????用于風(fēng)冷或冷卻液的內冷卻孔。

????????適合淬硬鋼高速切削要求的堅固微槽形。

????????對稱(chēng)刀具，最好是設計保證平衡。

????????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(dòng)量小的高精度，主刀片的最大徑向跳動(dòng)為10微米。

????????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(shí)產(chǎn)生摩擦。

????????送風(fēng)或冷卻液的冷卻孔(立銑刀)。

????????刀具體上標明允許的最大轉速。