術(shù)語高速切削(HSM)一般是指在高轉(zhuǎn)速和高表面進給下的立銑。例如洁墙，以很高的金屬去除率對鋁合金飛機翼架的凹處進行切削辜昵。在過去的60年中，高速切削已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬與非金屬材料搅幅，包括有特定表面形狀要求的零件生產(chǎn)和硬度高于或等于50 HRC的材料切削阅束。對于大部分淬火到約為32-42 HRC的鋼零件，當(dāng)前的切削選項包括：

　　在軟(退火)工況下材料的粗加工和半精加工切削

　　達到最終硬度= 63 HRC要求的熱處理

　　模具的某些零件的電極加工和放電加工(EDM)(特別是金切削刀具難于接近的小半徑深凹穴)

　　用適合的硬質(zhì)合金茄唐、金屬陶瓷伴严、整體硬質(zhì)合金、混合的陶瓷或多晶立方氮化硼(PCBN)刀具進行的圓柱/平/凹穴表面的精加工和超精加工

　　對于許多零件辐芍，生產(chǎn)過程牽涉到這些選項的組合贡垃，在模具制造案例中，它還包括費時的精加工掷戚。結(jié)果導(dǎo)致生產(chǎn)成本高和準備時間長令久。

　　在模具制造業(yè)中典型的是僅生產(chǎn)一個或幾個同一產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中產(chǎn)品不斷改變膊向，由于產(chǎn)品改變体笨，需要進行測量與反向設(shè)計。

　　主要標準是模具的尺寸和表面粗糙度方面的質(zhì)量水平糙娃。如果加工后的質(zhì)量水平低烧啊，不能滿足要求，就需手工精加工憎抡。手工精加工可產(chǎn)生令人滿意的表面粗糙度端杂，但是對尺寸和槽形的精度總是產(chǎn)生不好的影響。

　　這種模具制造業(yè)的主要難題之一已獲解決性湿，但現(xiàn)在仍然需要減少或免除手動拋光纬傲，從而提高質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和縮短準備時間肤频。

　　高速切削發(fā)展的主要經(jīng)濟和技術(shù)因素

　　生存市場上日益激烈的競爭導(dǎo)致不斷設(shè)置新的標準叹括。對時間和成本效率的要求越來越高算墨。這就迫使新工藝和生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展。高速切削提供了希望和解決方案……

　　材料新的更難加工的材料已經(jīng)強調(diào)了發(fā)現(xiàn)新的切削解決方案的必要性汁雷。航空航天業(yè)的心臟是用耐熱合金鋼和不銹鋼制造的净嘀。汽車工業(yè)使用了不同的雙金屬材料、小石墨鑄鐵(Compact Graphite Iron)侠讯，并增加了鋁的用量挖藏。模具制造業(yè)必須面對切削高硬度的淬火鋼的問題，從粗加工到精加工厢漩。

　　質(zhì)量對質(zhì)量的高要求是空前激烈的競爭所導(dǎo)致的結(jié)果膜眠。

　　高速切削如果使用得正確，可以在這個領(lǐng)域提供一些解決方案溜嗜。 替代手工精加工是一個例子宵膨，這對有復(fù)雜3D槽形的模具尤為重要。

　　工藝 對加工時間更短的要求 －只需很少幾次裝卡和簡化的物流(后勤)的要求在大部分情況下可由高速切削解決盔雷。模具制造業(yè)內(nèi)的一個典型要求是在一次裝卡中完成所有完全淬火小零件的切削牺闪。使用高速切削，可以減少和免除費時費錢的EDM(放電加工)加工篱汤。

　　設(shè)計與發(fā)展 今日競爭中的主要方法之一是銷售新奇的產(chǎn)品。現(xiàn)在小汽車的平均生命周期是4年媒卑，計算機和配件1年半铃越，手機3個月……這種快速的改變式樣和快速的開發(fā)產(chǎn)品的發(fā)展的先決條件是高速切削技術(shù)。

　　復(fù)雜產(chǎn)品 零件多功能表面增加了经馍，例如新設(shè)計的渦輪機葉片有新的和優(yōu)化的特性與功能切锈。早期的設(shè)計允許用手工或機器人(機械手)來拋光。有新的父绿、復(fù)雜的形狀的渦輪機葉片必須通過切屑來拋光尿旅，最好是用高速切削拋光。有越來越多的薄壁工件必須用切削進行精加工的例子(醫(yī)療設(shè)備畅廷、電子捕阅、國防產(chǎn)品、計算機零件)麸塞。

　　產(chǎn)品設(shè)備 切削材料秃臣、刀柄、機床哪工、控制件奥此，特別是CAD/CAM特性與設(shè)備的巨大發(fā)展就可能滿足一些要求，這些要求是新的生產(chǎn)方法和技術(shù)提出的雁比，是必須滿足的稚虎。

　　今日的高速切削的定義是什么撤嫩？

　　對于高速切削的討論在一定程度上是混亂的。關(guān)于高速切削的定義蠢终，存在許多觀點非洲、許多謎團和許多方法和許多方法。讓我們看一下這些定義中的幾個：

　　在下面的討論影響高速切削過程的參數(shù)蜕径。從實用的觀點描述高速切削非常重要两踏，這也可為高速切削的應(yīng)用提供許多實用準則。

　　實際切削速度

　　因為切削速度取決于主軸轉(zhuǎn)速和刀具的直徑兜喻，高速切削應(yīng)定義為“實際切削速度”高于一定水平 － 切削速度和常規(guī)切削的切削速度之間的線性關(guān)系梦染。

　　例外是，當(dāng)在鋁和其它有色金屬中切削和所有材料的精加工和超精加工工序時硫缓，在淬硬工具鋼中的高速切削特性抄刁。

　　Vf=fz×n×z

　　淺深度切削

　　非常必要的和典型的高速切削應(yīng)用是切削深度ae(徑向切削深度)和ap(軸向切削深度)和平均切屑厚度hm與常規(guī)切削相比小得多的切削。因而金屬去除率Q遠比常規(guī)的小恭隧。例外是祈哆，在鋁和其它有色金屬中切削和所有材料的精加工和超精加工工序。

　　Q=ap×ae×Vf/1000[cm3/min]

　　在淬硬工具鋼中的高速切削特性

　　在模具制造業(yè)啃极，最大的經(jīng)濟工件尺寸約為 400×400×150 (長×寬×高)帆速。最大尺寸與高速切削中相對低的材料去除率有關(guān)。當(dāng)然也與機床的動力特性和大小有關(guān)粘榕。如前面所述互愚，大部分模具在完全的切削(單次裝卡)中尺寸相當(dāng)小。進行的典型工序為粗加工伴零、半精加工千覆、精加工和許多情況下的超精加工。圓角和圓弧的銑削總是要為后面工序的刀具留下一定的余量感桌。在許多情況下姑裂，要使用3-4種刀具。

　　通常直徑范圍為1-20 mm男旗。在80到90%情況下舶斧，切削材料是整體硬質(zhì)合金立銑刀或球頭立銑刀。常常使用有大圓角的立銑刀剑肯。整體硬質(zhì)合金刀具的切削刃加強了捧毛，前角為零或負(主要用于硬度在54 HRC以上的材料)。一個典型的和重要的設(shè)計特點是為了得到最大彎曲強度而加厚了芯让网。

　　使用有短切削刃和接觸長度的球頭立銑刀是有利的呀忧。另一個重要的設(shè)計特點是掏槽能力，當(dāng)沿陡壁切削時，這必需的而账。也可以使用帶可轉(zhuǎn)位刀片的尺寸較小的切削刀具胰坟。特別是用于粗加工和半精加工。這些刀具應(yīng)有很大的刀柄穩(wěn)定性和彎曲剛度泞辐。錐度刀柄提高了剛度笔横，重金屬制成的刀柄也提高了剛度。

　　模具的槽形應(yīng)當(dāng)是淺的咐吼，不能太復(fù)雜要茴。一些槽形也適合使用具有高生產(chǎn)率的高速切削。

　　使輪廓切削刀具的路徑與順銑結(jié)合得越好搔献，切削效果越好携侮。

　　一個精加工或半精加工時應(yīng)遵循的原則是采取淺深度切削。切削深度應(yīng)不超過0.2/0.2 mm(ae/ap)榛瞪。這是為了避免刀柄/切削刀具產(chǎn)生過大的彎曲姚继，以保持模具的小公差和槽形精度。每個刀具均勻分布的余量也是保證恒定的個高的生產(chǎn)率的條件窟诈。當(dāng)ae/ap恒定時几馁，切削速度和進給率應(yīng)總是保持在高的水平上。這樣掏手，機械變化和切削刃上的負載會較小钙阐，刀具壽命也提高了。

　　切削參數(shù)

　　TiC,N或TiAlN涂層的整體硬質(zhì)合金立銑刀在淬硬鋼(HRC 54-58)上的典型切削參數(shù)：(HRC 54-58)

　　粗加工

　　實際切削速度vc：100 m/min碌掩，ap(軸向切削速度)：刀具直徑的6-8%课丢，ae(徑向切削深度)：刀具直徑的35-40%，fz(進給量每齒)：0.05-0.1mm/齒

　　半精加工

　　實際切削速度vc：150-200 m/min步氏，ap(軸向切削速度)：刀具直徑的3-4%，ae(徑向切削深度)：刀具直徑的20-40%徒爹，fz(進給量每齒)：0.05-,15 mm/齒

　　精加工和超精加工

　　實際切削速度vc： 200-250 m/min荚醒，ap(軸向切削速度)： 0.1-0.2 mm, ae(徑向切削深度)： 0.1-0.2 mm, fz(每齒進給量)： 0.02-0.2 mm/齒

　　當(dāng)然，這些值與外桿隆嗅、懸伸界阁、應(yīng)用的穩(wěn)定性、刀具直徑胖喳、材料硬度等有關(guān)泡躯。這些值僅是典型值和具體的某一應(yīng)用的值。在對高速切削的討論中丽焊，有時可以看到提到的切削速度值是極高和不現(xiàn)實的较剃。

　　推薦使用有壓縮空氣或高壓油霧的干銑削

　　高速切削的實用定義

　　HSM不是簡單意義上的高速切削速度。它應(yīng)當(dāng)被認為是用特定方法和生產(chǎn)設(shè)備進行加工的工藝。

　　高速切削無需高轉(zhuǎn)速主軸切削写穴。許多高速切削應(yīng)用是以中等轉(zhuǎn)速主軸并采用大尺寸刀具進行的惰拱。

　　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(shù)可為常規(guī)的4到6倍星肤。

　　在這些情況中搜栽，切削速度vc可能是用刀具的名義直徑計算的，而不是用切削的有效直徑溢牡。例如：

　　90°角的立銑刀贱供，直徑6 mm。實際切削速度為250 m/min時的主軸轉(zhuǎn)速 = 13 262 r/min粉怯。

　　球頭立銑刀犁鹤，名義直徑為6 mm，軸向切削深度ap為0.2 mm時有效切削直徑為 2.15 mm虏爸。實際切削速度為250 m/min時的主軸轉(zhuǎn)速 = 36 942 r/min舶惕。

　　在小尺寸零件的粗加工到精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中角雅，HSM意味著高生產(chǎn)率切削饶几。

　　零件形狀變得越來越復(fù)雜，高速切削也就顯得越來越重要材光。

　　現(xiàn)在暮态，高速切削主要應(yīng)用于錐度40的機床上。

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