高速切削并不是一件新事物，它已經(jīng)在很多行業(yè)例如模具制造業(yè)存在幾十年了，作為一種工藝燥及，它過去被看做是小刀具在高主軸轉(zhuǎn)速機(jī)床上的應(yīng)用。但是蜕煌，在今天派阱，高速切削有了更廣泛的應(yīng)用。

　　高速切削(HSM)

　　得益于機(jī)床制造商斜纪、軟件開發(fā)商贫母、切削刀具制造商的開發(fā)和研究機(jī)構(gòu)的潛心研究，現(xiàn)在高速切削(HSM)已經(jīng)有了更加廣闊的應(yīng)用空間盒刚。

　　最重要的是腺劣，高速切削的實(shí)際工藝已經(jīng)不僅僅停留在理論，而是真正應(yīng)用于車間各個(gè)環(huán)節(jié)因块。創(chuàng)新的銑削刀具發(fā)展使得高速切削成為模具制造業(yè)中更加實(shí)用和高盈利的方法橘原。包括高速切削在內(nèi)的任何切削工藝準(zhǔn)則是其效果需與機(jī)床、軟件和切削刀具的加工能力一樣好涡上。在多年的實(shí)際應(yīng)用中趾断，高速切削中刀具的開發(fā)朝著更高性能的方向發(fā)展。銑削是高速切削工序中的重點(diǎn)部分吩愧，它的創(chuàng)新影響了銑刀在許多模具加工應(yīng)用中的表現(xiàn)芋酌。在高速切削中，速度是關(guān)鍵詞拷拥，它代表著主軸轉(zhuǎn)速众桨、切削速度或進(jìn)給速度。高速切削可以通過高切削速度或高進(jìn)給率優(yōu)化銑削工序而實(shí)現(xiàn)祸遮。

　　過去宪凹，高速切削主要關(guān)注高主軸轉(zhuǎn)速朦盲，其范圍可達(dá)8,000-100,000rpm.許多應(yīng)用是由機(jī)床和航空工業(yè)試驗(yàn)性驅(qū)動(dòng)的，早期的高速切削主要應(yīng)用這些方面举么。但是结款，在車間實(shí)踐中，高速切削時(shí)的主軸速度總是保持很低的范圍考瘪。

　　在上世紀(jì)90年代昼薯，高速切削的發(fā)展注重總體概念，包括創(chuàng)建主軸轉(zhuǎn)速為200,000rpm的機(jī)床悯歇。高主軸轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給速度受到高度重視彪珠。研究機(jī)構(gòu)證明，當(dāng)?shù)毒呋驒C(jī)床零件與應(yīng)用場合不匹配時(shí)风捌，高速會(huì)帶來嚴(yán)重的后果和極高的風(fēng)險(xiǎn)浸船。需要考慮的主要因素是：切削力、表面紋理寝蹈、金屬去除率李命、刀具壽命以及安全性。這些研究表明了優(yōu)化高速切削因素對成功實(shí)現(xiàn)高速切削的重要性箫老。

　　鋁模銑削的新發(fā)展

　　在談及高速切削和可轉(zhuǎn)位刀具時(shí)封字，安全的刀片固定是重中之重。不斷提高的銑床高主軸速度和工作臺(tái)進(jìn)給(特別是在進(jìn)行鋁切削時(shí))會(huì)帶來高離心力以及由此產(chǎn)生的在刀片固定元件上的大負(fù)荷耍鬓。在開發(fā)令人滿意的解決方案和更快地找出用于高速切削的可轉(zhuǎn)位刀具的工作模型時(shí)阔籽，分析負(fù)荷分布的有限元法特別有價(jià)值，并且界斜，利用它可以設(shè)計(jì)出最佳的冷卻液通道和出口結(jié)構(gòu)仿耽，從而以最佳的方法幫助排屑。這就產(chǎn)生了新一代的用于鋁合金切削的高速切削刀具各薇。

　　CoroMill790可轉(zhuǎn)位立銑刀是應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速加工鋁合金的刀具實(shí)例项贺。這種立銑刀主要應(yīng)用于模具制造中如凹腔切削、刃邊切削峭判、槽銑开缎、仿形加工等高速加工工序。刀片的固定是由特別開發(fā)的刀片-刀體接口實(shí)現(xiàn)的糠管，刀片槽底面和刀片背面的鋸齒狀接觸面設(shè)計(jì)不僅最大限度地提高了高速銑削加工中的安全性妙帆，同時(shí)也保證了加工精確性。刀片受力均勻罐葫，使加工更流暢兵雪、更安全，延長了刀具使用壽命屋迄，上述設(shè)計(jì)大大增強(qiáng)了切削品質(zhì)并提高了加工能力晒茁。

　　CoroMill790立銑刀鋸齒狀接觸面設(shè)計(jì)亦可廣泛應(yīng)用于鋁加工中使用的面銑刀易仍，尤其是鑄鋁零件，如模具捷嘁、發(fā)動(dòng)機(jī)組绵盔、變速箱殼等。從半精加工到超精加工鳍彪，切削速度提高到8000m/min時(shí)璃璧，CoroMill790立銑刀的正前角刀片可使用硬質(zhì)合金、聚晶金剛石(PCD)刊愚、立方氮化硼(CBN)材質(zhì)踊跟。這種設(shè)計(jì)使銑刀廣泛適用于鋁合金切削甚至鑄鐵切削。高技術(shù)的CoroMill790立銑刀結(jié)構(gòu)卻并不復(fù)雜百拓，其刀片軸向調(diào)整簡單方便琴锭，還具有切削力平衡晰甚、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V衙传、加工余量控制精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。

　　可換頭式整體硬質(zhì)合金刀具

　　整體硬質(zhì)合金切削刀具厕九，特別是小直徑刀具蓖捶，廣泛應(yīng)用于各種材料的模具切削。在可轉(zhuǎn)位刀片和整體硬質(zhì)合金刀具兩者之間扁远，現(xiàn)在有一個(gè)替代的第三種解決方案出現(xiàn)俊鱼，這種解決方案在某種程度上可以涵蓋前兩者的特點(diǎn)，它既提供了切削刃的可轉(zhuǎn)位性畅买，又提供了使用中小直徑整體硬質(zhì)合金立銑刀的好處并闲。

　　到現(xiàn)在為止，已經(jīng)對該領(lǐng)域的前景做出了評價(jià)谷羞，指出了它潛在的優(yōu)缺點(diǎn)帝火。但是，一款新刀具概念可以更充分開發(fā)這個(gè)領(lǐng)域脯黎。

　　盡管可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)可以提供許多好處东镶，但是，特別是在刀具直徑不大的情況下兵正，具有較長的徑向切削刃以及軸向進(jìn)給能力的現(xiàn)代整體硬質(zhì)合金切削方式提供了很重要的優(yōu)勢橱墨，包括高精度、高表面質(zhì)量窖硝、吃刀性能和輕切削作用等捕砖。使用可轉(zhuǎn)位刀片刀具僅需快捷地更換刀具的切削部分，優(yōu)化開發(fā)這部分的性能邓晃，可以增加使用優(yōu)勢泡快。

　　可轉(zhuǎn)位刀片立銑刀的直徑最小到12mm,小于這個(gè)直徑時(shí)抛伏，刀片的安裝和夾緊都變得不實(shí)際。另一方面灵界，整體硬質(zhì)合金立銑刀的直徑可以小到1mm以下鳍泥。10-25mm的直徑是兩種類型立銑刀都有的范圍，可廣泛應(yīng)用于很多加工工序溉委【槲ǎ可換頭式立銑刀將可轉(zhuǎn)位刀片和整體硬質(zhì)合金完美結(jié)合，可轉(zhuǎn)位刀片可用于高生產(chǎn)效率的粗加工到半精加工瓣喊、整體硬質(zhì)合金則用于半精加工到超精加工坡慌。作為第三種選擇，頭部可拆卸的立銑刀在二者的交叉應(yīng)用領(lǐng)域具有可優(yōu)化的潛力藻三。

　　CoroMill316可換頭式刀具的關(guān)鍵部分是切削頭和刀體的接口洪橘。接口的最重要部分之一是具有專門開發(fā)的、已獲專利的自對中螺紋棵帽，用于拉起并按住頂部到刀柄內(nèi)(用于拉緊刀頭與刀體)熄求，沒有絲毫間隙。軸向支撐面和徑向支撐面一樣大逗概，切削頭的內(nèi)端沿著錐面被支撐在刀柄的內(nèi)部弟晚，這樣就可以提供最高的彎曲強(qiáng)度。只需稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)一下扳手逾苫，就可以輕松固定和擰緊切削刀具的切削頭卿城。切削頭和刀柄之間的獨(dú)特接口為全槽粗加工工序提供了高剛性、為精密精加工工序提供了高精度馅块。CoroMill316刀具具有軸向刀具長度的可重復(fù)性和限制在0.02毫米內(nèi)的徑向跳動(dòng)量粟宣。

　　CoroMill316刀具具有平衡式設(shè)計(jì)，因此能使用相對高的主軸轉(zhuǎn)速吨争。高轉(zhuǎn)速和多齒切削頭的組合提供了非常高的進(jìn)給率和高切削速度辑揍。可換頭式概念也使刀具槽形可輕松適應(yīng)工件材料颊嫁，而無需過多地考慮刀具穩(wěn)定性球灰，傳統(tǒng)的整體硬質(zhì)合金刀具的刀具穩(wěn)定性會(huì)受到芯部直徑的影響。

　　用于更高速度的刀片牌號(hào)

　　當(dāng)討論用于可轉(zhuǎn)位銑刀的刀片牌號(hào)時(shí)祈兼，高速切削要求使用性能更高的刀片牌號(hào)迂溉，特別是在生產(chǎn)效率比切削通用性更需優(yōu)先考慮時(shí)尤為如此。當(dāng)金屬去除率和加工周期在模具銑削中需要予以優(yōu)先考慮及切削工況良好時(shí)痒跌，通用牌號(hào)的性能可能不夠好狡舞。當(dāng)采用高切削速度、長時(shí)間接觸和材料更硬時(shí)牍猫，可能會(huì)出現(xiàn)月牙洼磨損骇另、熱裂紋和塑性變形等愈發(fā)劇烈的現(xiàn)象畴栖，這就會(huì)降低刀具的使用壽命及可預(yù)測性。

　　為了在提高切削參數(shù)時(shí)獲得更高的加工安全性八千，對耐磨性的要求顯然高于對韌性的要求吗讶。因此，為了使刀片更硬恋捆，應(yīng)考慮在鋼模具應(yīng)用中使用ISOP20刀片牌號(hào)照皆。這是為了盡量避免切削刃過早破損，從而獲得更高的切削參數(shù)沸停。

　　為了更進(jìn)一步改善切削性能膜毁，一般應(yīng)考慮在鋼模具銑削中不使用任何冷卻液。

　　由于如今普遍采用高切削率愤钾，即便冷卻液的量很大也很難對切削刃有明顯的影響瘟滨，因此應(yīng)采用干銑削。濕切削時(shí)大部分冷卻液被蒸發(fā)了能颁，剩下的冷卻液僅能在刀片進(jìn)入和退出時(shí)對刀片起到斷續(xù)的冷卻作用杂瘸。此時(shí)，熱量的變動(dòng)被放大了劲装，這會(huì)對刀片產(chǎn)生比實(shí)際高溫更糟糕的影響‰誓現(xiàn)代涂層牌號(hào)專用于鋼的高速銑削，具有在高切削速度和高進(jìn)給條件下無需冷卻液就能提供高安全性的能力卢女，但是，大部分牌號(hào)在干加工和濕加工條件下都能良好地工作士到。

　　高速度和高進(jìn)給意味更多的熱量留绞。但是，采用GC4220等鋼銑削牌號(hào)就不會(huì)成為負(fù)面因素辰诱。它是一種ISOP20哩啼、CVD涂層牌號(hào)，專用于通過高切削參數(shù)獲得最高性能拱缆。一些工序?qū)ιa(chǎn)效率的要求高于通用性的要求馒易，因此要求更高的耐磨性，也許這也是對付更硬鋼的方法之一谢奕。因此砖军，與熱有關(guān)的磨損機(jī)理變?yōu)楦鼮閮?yōu)先考慮的問題，并需要能承受這種切削刃破損的牌號(hào)遍送。GC4220成為通過更高的切削速度縮短切削時(shí)間的首選蒋令，它的應(yīng)用范圍寬廣，甚至成為許多鋼模具材料的優(yōu)化器裹刮，并成為高熱問題的鑄鐵銑削的良好選擇音榜。

　　小切深下的更快進(jìn)給和更高速度

　　如今庞瘸，在許多模具車間中，數(shù)控銑削的趨勢是在執(zhí)行完粗加工后赠叼，就采用更高的進(jìn)給率和更小的切深進(jìn)行加工擦囊。這對機(jī)床有益，它改善了加工結(jié)果嘴办。功率限制也是越來越多要考慮的因素霜第，特別在錐度為ISO40和30的加工中心上。當(dāng)今機(jī)床的更高速度和進(jìn)給也意味著能夠更高效地使用小直徑銑刀并通過重復(fù)走刀來切削方肩和端面户辞。這些因素有助于為新一代方肩銑刀設(shè)置發(fā)展的方向泌类。因此，在新的CoroMill銑刀系列中底燎，CoroMill490銑刀的最大深度應(yīng)在較低值：5.5mm,推薦值為4mm.這也為配備方刀片的新方肩銑刀提供了機(jī)會(huì)刃榨，同時(shí)還是通過精確和安全的刀片定位獲得刀片高穩(wěn)定性以及良好刀具經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)。

　　CoroMill490刀片已優(yōu)化了刀片支撐點(diǎn)双仍，并將其沿著刀座邊緣盡可能遠(yuǎn)離放置寺斟，從而就能把切削力的影響降到最低，這種切削力很容易使刀座上的刀片出現(xiàn)移動(dòng)辽画。與長的切削刃徑向吃刀相比溪胖，小的切削深度趨向用刀片螺釘放大杠桿效應(yīng)。但是阀恳，CoroMill490的結(jié)構(gòu)補(bǔ)償了這點(diǎn)肤不，它保證了高穩(wěn)定性。高穩(wěn)定性是保證銑削中較大的每齒進(jìn)給量薇榨、一致的高精度和表面質(zhì)量以及長刀具壽命的先決條件豌腮。

　　在一些應(yīng)用場合，加工大直徑的能力對零件設(shè)計(jì)需求是至關(guān)重要的魏颠，要求必須有標(biāo)準(zhǔn)范圍很寬的銑刀椰骇、定制或?qū)Ｓ玫牡镀霃健oroMill490刀片的刀尖半徑介于0.4-1.6mm之間软苗，適應(yīng)方肩銑中的精加工到粗加工應(yīng)用需求膨吼。

　　對于高速切削中CoroMill490的能力而言，刀片所用的獨(dú)特的心爷、全新的平行鍛的成功研發(fā)是關(guān)鍵的創(chuàng)新因素之一现恼。這種刀具已獲證明，即能獲得最佳的去除率/單位功率蛮拔。

　　結(jié)論

　　隨著各種切削刀具的不斷發(fā)展述暂，銑削在高速切削的性能方面已經(jīng)提升到了一個(gè)新的水平，使用全新的可轉(zhuǎn)位刀片立銑刀提高了高速度和高進(jìn)給鋁模具的切削能力。新的可轉(zhuǎn)位刀具部分基于全新的刀片-刀體接口畦韭，這種接口能在高主軸轉(zhuǎn)速下牢牢地固定刀片疼蛾。新的刀體與可互換刀具切削頭之間的接口創(chuàng)新在兩個(gè)方面都做到了最佳，從而將整體硬質(zhì)合金刀具的切削性能提升到一個(gè)新的高度艺配。全新的涂層硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)的發(fā)展直接影響了高切削速度下刀片的耐用性察郁。采用可轉(zhuǎn)位刀片的方肩立銑的新發(fā)展為模具制造的銑削開辟了新的天地。

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