直到幾年以前，人們還認(rèn)為硬度超過HRC45的金屬材料很難實(shí)現(xiàn)高速加工，因此赶盔，通常的做法是先對(duì)軟鋼工件進(jìn)行粗加工和半精加工企锌，然后在將其淬硬后，再使用具有足夠加工能力的機(jī)床(或通過手工)對(duì)淬硬工件進(jìn)行精加工于未，以去除微小余量。加工淬硬工件時(shí)殴衡，為了避免損壞機(jī)床和刀具币沫，只能采用很低的切削速度。

　　為了高速加工淬硬鋼蟀腌，必須具備能夠達(dá)到加工要求的機(jī)床番雀、控制系統(tǒng)和工具系統(tǒng)。此外抠偏，還必須編制合適的加工程序阶押，這些程序必須考慮高速銑削淬硬材料時(shí)刀具所承受的各種應(yīng)力。最后鞋剔，還需要考慮如何對(duì)操作人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)脱刷，因?yàn)橐晒?shí)現(xiàn)淬硬鋼的高速加工，必須具有一種不同的思維方式池躁。

　　既然硬材料的高速加工(HSM)具有這些嚴(yán)苛要求及各種挑戰(zhàn)饮码，為什么仍然值得努力去實(shí)現(xiàn)這種加工方式呢？答案非常簡(jiǎn)單：一旦掌握了硬材料的高速銑削技術(shù)褒选，就能大大提高生產(chǎn)率氏篇。平均而言，與傳統(tǒng)的硬銑削工藝相比蹭睡，高速硬銑削能使加工循環(huán)時(shí)間縮短1/2－2/3衍菱，并使加工表面光潔度達(dá)到無(wú)需再進(jìn)行手工研磨或鉗工精整的水平。事實(shí)上肩豁，在對(duì)硬度達(dá)HRC60的淬硬鋼進(jìn)行高速硬銑削加工時(shí)脊串，可以穩(wěn)定達(dá)到Ra7μm的表面粗糙度。目前蓖救，人們已能成功地以305m/min的切削速度銑削硬度為HRC45的淬硬鋼洪规；以183m/min的切削速度銑削硬度為HRC45－58的淬硬鋼；以122m/min的切削速度銑削硬度超過HRC60的淬硬鋼循捺。探索試驗(yàn)仍在繼續(xù)進(jìn)行斩例，而且人們發(fā)現(xiàn)，我們可以不斷提高機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速从橘，以更高的切削速度加工硬度更高的金屬材料念赶。

　　那么，成功的高速硬銑削需要具備哪些技術(shù)條件呢恰力？顯然叉谜，第一個(gè)要求是必須具有能達(dá)到高速加工(HSM)轉(zhuǎn)速——平均從20,000r/min到大約40,000r/min——的高速主軸拓酵，從而能在不增大切削力的情況下采用更高的進(jìn)給率。然而缆乐，速度并不是需要關(guān)注的最重要因素乱树，因?yàn)楦叩那邢魉俣炔⒉灰欢ㄒ馕吨痰募庸ぱh(huán)時(shí)間。如果你不能在高速銑削加工中保持與常規(guī)加工相同的精度水平禽糊，并具有一個(gè)可靠的加工系統(tǒng)吆揖，你就會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間來解決各種層出不窮的問題。當(dāng)你提高主軸轉(zhuǎn)速時(shí)阔萧，必須確信機(jī)床具有足夠的穩(wěn)定性绳瓣，并且確保加工系統(tǒng)其他方面(如數(shù)據(jù)處理、控制系統(tǒng)男梆、通訊系統(tǒng)嗡深、伺服電機(jī)、軸系贸卦、切屑處理惋肾、刀具剛性等)的性能能夠滿足加工要求。

　　為了控制主軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)槽畔，就必須提高CNC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度栈妆。與幾年前使用的處理器相比，如今的高速處理器的運(yùn)行速度已有大幅提高厢钧，控制軟件也更加先進(jìn)鳞尔。

　　各種功能部件(如伺服電機(jī)和軸系)必須能滿足高速加工的要求。伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)必須能提供最大扭矩而不會(huì)使電機(jī)過載早直，以提高各運(yùn)動(dòng)軸的加速度寥假，同時(shí)保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，以保護(hù)機(jī)械零部件霞扬。許多新型數(shù)字伺服系統(tǒng)可提供1,600萬(wàn)個(gè)脈沖/滾珠絲杠每轉(zhuǎn)的分辨率糕韧，從而有助于實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)。目前喻圃，性能最佳的高速加工軸系是采用鋼制滾道和陶瓷滾珠的混合型軸系萤彩，這種軸系在更高的轉(zhuǎn)速下具有更小的扭矩，并具有更好的光潔度和電絕緣性斧拍。

　　此外雀扶，切屑處理系統(tǒng)也不容忽視。在高速加工中肆汹，由于金屬去除率大大提高夏握，因此，快速而有效地從加工區(qū)排出切屑至關(guān)重要衫半。

　　當(dāng)高速銑削硬度大于HRC45的工件材料時(shí)骑琳，很容易產(chǎn)生振動(dòng)和高溫抠孤，從而可能導(dǎo)致加工誤差、顫振蜀短、刀具失效和其他一些問題悠衔。

　　為了應(yīng)對(duì)振動(dòng)和高溫，首先需要采取的步驟是采用穩(wěn)定性好的機(jī)床和刀具夾頭趋奸。一般來說幔瓮，采用具有較好剛性和較大重量的鑄件，可以提高機(jī)床的穩(wěn)定性经褒。鑄鐵構(gòu)件對(duì)于減小撓曲變形和提供熱穩(wěn)定性特別重要。機(jī)床的結(jié)構(gòu)越厚重結(jié)實(shí)姿记，越有利于對(duì)抗加工淬硬材料時(shí)所施加的切削力哈讯。雖然這并不意味著你應(yīng)該僅僅依據(jù)重量來購(gòu)買機(jī)床，但如果你需要進(jìn)行硬銑削加工梧却，則機(jī)床的重量是一個(gè)不容忽視的考慮因素奇颠。

　　需要考慮的另一個(gè)重要特性是機(jī)床的溫度控制能力。當(dāng)加工一個(gè)零件延續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)放航，機(jī)床就會(huì)產(chǎn)生由周圍環(huán)境溫度變化造成的熱變形烈拒。穩(wěn)定性好的機(jī)床不允許這種溫度變化對(duì)零件的切削加工造成負(fù)面影響。

　　許多模具(尤其是大型模具)往往需要幾天時(shí)間才能加工完成广鳍，為了保持非研磨表面的光潔度和刀痕之間的光滑過渡荆几，對(duì)溫度的控制變得非常重要。良好冷卻的主軸提供的重復(fù)性赊时、可預(yù)測(cè)的熱膨脹有助于保持這些特性吨铸。

　　至于刀具夾頭，你需要確定哪種夾頭最適合自己的加工祖秒。例如诞吱，銑夾頭具有出色的減振性能、良好的徑跳精度和剛性竭缝，非常適合淬硬鋼的粗加工房维。但是，銑夾頭的精度不太高跳蚓，因此疑惨，彈簧夾頭可能是一種更好的選擇。

　　選擇刀具夾頭時(shí)需要考慮的最大問題是對(duì)其減振性能要求有多高绿凄。刀具夾頭系統(tǒng)不應(yīng)該允許能量傳入主軸界面(刀具與主軸之間的重要接觸點(diǎn))已转。利用刀具夾頭減振系統(tǒng)吸收能量，可將粗加工造成的損害減至最小蔓踩，從而延長(zhǎng)刀具壽命渗送，并提高軸系壽命和減小徑跳誤差遭绝。通常，粗加工刀具的徑跳誤差約為0.127－0.003mm泰四，而夾持在熱裝夾頭中的精加工刀具的徑跳誤差可以達(dá)到大約0.05－0.001mm零硫。

　　制造精良的彈簧夾頭吸振性好，徑跳誤差小兔页，可以裝夾多種尺寸的刀具萄蕾，并適用于大多數(shù)精銑加工。如果對(duì)刀具夾頭的精度要求較高俄洞，則熱裝夾頭可能是一種最佳選擇以躯。不過，在大部分粗加工中啄踊，熱裝夾頭無(wú)法吸收高速粗銑淬硬材料時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)忧设。一般來說，熱裝夾頭應(yīng)該用于半精加工和精加工颠通。

　　無(wú)論采用何種刀具夾頭址晕，在高速銑削淬硬鋼時(shí)，夾頭的平衡都會(huì)變得特別重要顿锰。當(dāng)切削系統(tǒng)處于最大轉(zhuǎn)速時(shí)谨垃，所有的刀具夾頭都應(yīng)該達(dá)到2.5g的平衡要求。

　　高速加工淬硬鋼時(shí)硼控，需要使用專門設(shè)計(jì)的切削刀具刘陶。不要設(shè)想用常規(guī)刀具也能將就應(yīng)付。一些刀具制造商提供的刀具可以切削硬度達(dá)到HRC50(甚至HRC60)的工件材料淀歇。為了確保加工系統(tǒng)的所有要素(刀具易核、機(jī)床和刀具夾頭)都能滿足加工要求，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行切削試驗(yàn)浪默。

　　確保所使用的編程軟件允許采用各種可能對(duì)高速銑削淬硬鋼極具價(jià)值的切削技術(shù)牡直。擺線粗銑、有效的導(dǎo)入和導(dǎo)出控制薛淆、弧段擬合轉(zhuǎn)角甜芭、大公差刀軌、過切檢查等技術(shù)都可能對(duì)硬銑削能力產(chǎn)生影響凑篇。如果CNC程序不允許控制這些要素或采用這些技術(shù)霸臂，就應(yīng)該更換新的軟件。通常托蜡，能夠采用這些技術(shù)的軟件都是為硬銑削加工專門設(shè)計(jì)的辈拔。

　　另一個(gè)重要的編程要點(diǎn)是要了解如何根據(jù)工件材料的硬度選取切削寬度和切削深度。這個(gè)經(jīng)常容易被忽視的問題可能會(huì)使硬銑削加工的效果大相徑庭。

　　工件硬度－HRC45以下－HRC45～58－HRC60以上

　　徑向切寬－刀具直徑的50%－刀具直徑的45%－刀具直徑的45%

　　軸向切深－刀具直徑的10%－刀具直徑的7%－刀具直徑的5%

　　在粗銑加工中匙典，需要確定刀具的有效直徑幕笋，以根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算公式，采用最大進(jìn)給率進(jìn)行加工宜箩，并縮短加工循環(huán)時(shí)間椿笤。

　　必須確保你的加工程序和編程能力可以滿足高速銑削淬硬鋼的要求。如果你沒有采用合適的加工方式题禀，就可能會(huì)損壞刀具鞋诗，并使工件報(bào)廢。如果你以前從未為高速切削和(或)淬硬鋼加工編制過加工程序迈嘹，在不經(jīng)過一定培訓(xùn)的情況下削彬，你可能很難完成這一任務(wù)。

　　高速硬銑削與低速硬銑削和高速軟銑削都截然不同秀仲。同樣的加工法則不一定再適用吃警，允許的誤差范圍也大大縮小。鑒于這些事實(shí)啄育，采用高速硬銑削的車間必須對(duì)其員工進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)，以適應(yīng)加工任務(wù)的這種變化拌消。

　　例如挑豌，高速軟銑削與高速硬銑削之間的不同之處是，人們傾向于認(rèn)為墩崩，可以把一些加工缺陷留待后面的工序再進(jìn)行加工氓英、修整或光整。如果你的目的是通過省略粗銑軟鋼工序來縮短加工循環(huán)時(shí)間鹦筹，那么铝阐，在對(duì)淬硬工件進(jìn)行銑削后，就不可能再對(duì)其進(jìn)行鉗工修整泌醋。在高速硬銑削加工中昂游，每一個(gè)步驟都必須精益求精，必須對(duì)工件進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)后才能進(jìn)入下一個(gè)步驟赌拒。必須對(duì)每一個(gè)步驟(從毛坯的驗(yàn)收到工件的終檢)都制定這種“無(wú)誤差”的工藝規(guī)程跳窖。如果一個(gè)存在缺陷的工件未被檢出，或流入了下一道工序贵郎，整個(gè)工藝流程就會(huì)“崩潰”职靴，從而導(dǎo)致加工循環(huán)時(shí)間延長(zhǎng)，而你也可能被迫恢復(fù)以前的傳統(tǒng)加工方式蒂轨。

　　采用新的機(jī)床和刀具系統(tǒng)進(jìn)行高速硬銑削時(shí)欲广，如果發(fā)生機(jī)床、主軸和專用刀具系統(tǒng)損壞的情況檩榕，將會(huì)造成昂貴的經(jīng)濟(jì)損失和浪費(fèi)大量時(shí)間繁触。因此栓稻，必須對(duì)工藝師和機(jī)床操作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保他們具備正確使用高速硬銑削加工設(shè)備和工具系統(tǒng)的能力篙耗。

　　培訓(xùn)不僅對(duì)保護(hù)重要設(shè)備和降低廢品率十分重要迫筑，而且可以幫助企業(yè)的其他員工對(duì)工件流可能發(fā)生的變化有備無(wú)患。許多實(shí)施高速加工的企業(yè)都意識(shí)到宗弯，一些環(huán)節(jié)很快就會(huì)形成瓶頸脯燃。當(dāng)人們習(xí)慣于以某種確定的節(jié)奏進(jìn)行一項(xiàng)操作時(shí)，如果其中一個(gè)特定部分突然加速蒙保，就很容易造成混亂辕棚。當(dāng)你開始實(shí)施高速硬銑削時(shí)，這一點(diǎn)變得尤為重要邓厕，因?yàn)榧庸ぱh(huán)時(shí)間會(huì)比過去大幅縮短(通常會(huì)縮短50%以上)逝嚎。

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