幾乎二十年以來，高速切削(HSC)一直都被認(rèn)為是高速生產(chǎn)加工的同義詞戴卜。今天刹碾，人們的注意力越來越多地集中到了HPC(高生產(chǎn)率切削或高性能切削)這一新名詞上了〕П樱　　

　　1.什么是HPC銑削?

　　通常渠啊，HPC銑削被描述為能滿足提高金屬去除率要求的銑削加工，這是決定一個(gè)加工過程性能潛力的關(guān)鍵技術(shù)量值权旷，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比替蛉，要提高200%到500%。更廣義的解釋就是拄氯，HPC這一名詞還意味著對整個(gè)加工工藝鏈進(jìn)行優(yōu)化躲查，目標(biāo)是將生產(chǎn)成本降低10%到30%。

　　2. HPC與HSC之間有什么區(qū)別?

　　粗加工的目的主要是使金屬去除率達(dá)到最大：由于事實(shí)上無論增加軸向或徑向進(jìn)給來加工3D曲面译柏，都會(huì)嚴(yán)重地受到HSC技術(shù)的制約镣煮，要想提高加工率，就只有借助于增加切削速度了鄙麦。然而典唇，還會(huì)有其它實(shí)際的和技術(shù)上的制約。

　　同時(shí)增加軸向和徑向的吃刀量胯府，以及增加進(jìn)給速度(提高vf的速度并不一定會(huì)提高HSC的切削速度)祟背，應(yīng)該能夠?qū)μ岣呒庸ば视兴鶐椭?/p>

　　一方面，這些銑削工藝的一個(gè)結(jié)果就是雨冒，與傳統(tǒng)銑削加工的效率相差無幾歇拦。另一方面，在一定的切削速度下提高進(jìn)給速度會(huì)導(dǎo)致刀具的每齒進(jìn)給速度提高扛浸，因此命画，就增加了銑刀上的機(jī)械載荷。不管被選定的切削刃的幾何形狀和刀具材料如何濒陈，在加工過程中都會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的切削力唁狼，這反過來又會(huì)提高對機(jī)床工作環(huán)境的要求。

　　基于這一背景嘶遏，提出的主要的問題就是铁魁，高切削率粗加工用刀具是否應(yīng)該采用不同的刃部幾何形狀。

　　3.高性能切削中產(chǎn)生的切削力和磨損現(xiàn)象

　　我們進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)宰爆，以確定不同形狀的切削刃對加工過程中切削力的影響酵毕。帶有輪廓的刀具銑削10秒鐘以后，在固定條件下的切削力曲線和具有平滑切削刃的刀具進(jìn)行切削時(shí)的相應(yīng)的曲線。

　　如果兩種刀具的算術(shù)平均切削力關(guān)聯(lián)設(shè)定的話议忽，則通過試驗(yàn)可以確定懒闷，有輪廓外形的刀具的切削力降低了23.5%。就最大限度地利用主軸輸出功率這個(gè)問題來說栈幸，設(shè)計(jì)具有輪廓外形切削刃的HPC粗銑刀似乎是一個(gè)極好的選擇愤估。

　　除了高速金屬切削和優(yōu)化利用主軸輸出功率的要求以外，在銑削加工的經(jīng)濟(jì)性中速址，刀具的使用壽命也是一個(gè)關(guān)鍵性的因素玩焰。

　　在使用了極短的時(shí)間以后，有輪廓外形的硬質(zhì)合金切削刃上會(huì)產(chǎn)生局部切屑現(xiàn)象芍锚，特別是在輪廓突出部位切屑量更多震捣。高的進(jìn)給速度和HPC銑削中大的吃刀量，再加上輪廓外形突出部位上的切削刃的橫向支撐力被降低闹炉，超過了當(dāng)今最先進(jìn)的微粒碳化物金屬品質(zhì)的剛性極限蒿赢，就會(huì)產(chǎn)生極大的機(jī)械負(fù)載。

　　4.選擇平滑切削刃還是選擇成形切削刃?

　　當(dāng)使用硬質(zhì)合金端銑刀時(shí)渣触，以上討論的成形刀具在金屬切削方面的優(yōu)點(diǎn)羡棵，在技術(shù)上絕對不能用在HPC切削工藝中。硬質(zhì)合金端銑刀使用壽命過短玖生，會(huì)使刀具的使用成本大大增加鹤莹，從而會(huì)對這種加工方法的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)疑。

　　接受加工力量大這一事實(shí)丑钱，將非成形硬質(zhì)合金端銑刀的刀具設(shè)計(jì)成與被加工材料范圍相匹配的幾何形狀坑遥，這似乎是適合HPC加工的一個(gè)思路。

　　5.強(qiáng)度達(dá)到68HRC的鋼材的粗加工

　　當(dāng)加工具有更高強(qiáng)度值的鋼材時(shí)呕漾，相應(yīng)的切削刃上不能有過大的機(jī)械負(fù)荷剧廓。此外，當(dāng)?shù)毒吲c工件咬合時(shí)锋力，由于進(jìn)刀沖擊力的影響馍丑，切削刃上就會(huì)有產(chǎn)生切屑的危險(xiǎn)》匀模考慮到使用有幾何形狀的非成形硬質(zhì)合金端銑刀中產(chǎn)生的這些現(xiàn)象绷坠，選定了一個(gè)最大的負(fù)切削角γ= -10°。使用傳統(tǒng)的公差角唯乃，允許有大于90°的大楔入角泥天，這會(huì)極大地平衡刀具的切削刃。此外壳影，凹槽螺旋角被設(shè)計(jì)得非常大拱层，可達(dá)γ= 55°弥臼，以便在“剝皮切削”概念下，加工易碎的硬質(zhì)材料時(shí)舱呻，矯正切削接合力。

　　顯示了這一刀具使用理論性能潛在的優(yōu)勢悠汽，這是一個(gè)極好的示例箱吕，同時(shí)還比較了HPC刀具加工硬度為54HRC的鋼材和用HSC銑削加工技術(shù)加工同樣材料硬度等級的材料時(shí)的性能。盡管有較高的切削速度柿冲，以及在這種情況下茬高，較高的HSC加工每齒進(jìn)給速度，但是通過有效地增加吃刀量假抄，則金屬的切削速度就會(huì)增加10倍怎栽。

　　6.鋼鐵整體加工中的HPC概念

　　在切削角/切削槽螺旋升角三種不同組合中，采用這一技術(shù)方法宿饱，就可囊括所有的鋼材加工范圍(圖4)熏瞄，其具有的高性能加工能力(=金屬切削速度)就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛻舻闹苯邮芤?=降低了生產(chǎn)成本)。

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