高速加工簡介

　　高速加工（HSM）已經不簡簡單單是一種縮短生產時間和提高工件精度的技術革新，它已切實上升成為替企業(yè)提高生產率的生產策略。這種策略直對生產成本和生產時間铡急，結果不僅要獲得高質量的工件，更要提高生產效率践桂。

　　高速加工的核心是通過提高主軸轉速和進給径露，獲得更好的加工質量，此舉開創(chuàng)了加工技術新的先河级汹。應用于薄壁件的加工赞辩，得到超光滑的加工表面，高金屬去除率等優(yōu)勢已得到廣泛認可授艰。這種技術不僅可用于有色金屬辨嗽，更適用于淬硬鋼和其他難加工材料，廣泛應用在航空淮腾、模具糟需、小零件和醫(yī)療等行業(yè)。

　　盡管高速加工的概念已經提出了很長時間（十九世紀20年代首次出現(xiàn)）谷朝，然而對它的定義仍然很模糊洲押。1931年，Carl Salomon首次將高速加工定義為：切削速度比傳統(tǒng)切削高出5～10倍的加工運動圆凰。然而今天杈帐，我們知道高速加工不僅僅意味著高主軸轉速，更是一種提高生產率和節(jié)約成本的全局策略专钉。

　　高速加工的應用

　　一些運用鋁合金的特殊產業(yè)挑童，例如汽車零件，小型電腦零件以及醫(yī)療設備等跃须，需要在加工中實現(xiàn)高速金屬去除率站叼，也引發(fā)了對高速加工的需求禽岭。航空領域中，以鋁合金為原料的機翼和機身普毙，由于加工壁很薄艘励，也依賴于高速加工的運用，令主軸轉速在高進給的前提下仍可達到5000～15000r/min捍骇。

　　模具工業(yè)是高速切削銑削的又一個運用領域唆痪。它要求刀具在加工高硬度材料和較軟材料，甚至是加工EDM行業(yè)中的石墨電極和銅電極時闰收，都能滿足嚴格的公差境株，高精度以及高表面質量。

　　同時执寺，高速加工實現(xiàn)了模具行業(yè)用小型刀具区孩，小切深進行加工的可能性，也令窄槽以及復雜型面的加工可選擇銑削來取代電加工洞惕。除此之外刑嚷，高速加工得到的光潔表面還省去了人工拋光的環(huán)節(jié)。

　　上述應用不僅有主軸轉速標準竟坛，更需要有一套穩(wěn)定的工藝支持其實現(xiàn)闽巩。涉及的方面包括工具系統(tǒng)，工藝流程和控制程序担汤，而這些將與傳統(tǒng)加工的要求相差甚遠涎跨。在一些情況下，對工藝的選擇還需要了解機床在不同主軸轉速下的狀態(tài)崭歧。

　　考慮到不同機床的規(guī)格隅很，為實現(xiàn)針對不同工件的高速加工，工藝設計者要將加工中的各個環(huán)節(jié)統(tǒng)合到一個平衡的系統(tǒng)中率碾。這要求設計者考慮以下幾個重要環(huán)節(jié)：

　　刀具材料

　　刀具的合金牌號和切削參數(shù)在工藝中扮演著重要的角色叔营。也因此，伊斯卡開發(fā)了IC08牌號硬質合金——一種無涂層所宰，超細顆粒绒尊，硬質合金牌號，用于有色金屬的高速加工仔粥。除此之外婴谱，伊斯卡還研發(fā)了IC903牌號合金——一種鈷含量為12%的超微細顆粒、TiALN PVD涂層及苍，具有高韌性决太、高耐磨性的特質，適用于淬硬鋼（62HRc以上）、鈦合金排貌、鎳基合金和不銹鋼等犬洽。這些刀具經過特殊的幾何形狀和斷屑槽設計凳福，適用于高速加工投谅。除此之外，高強度材質令刀具可抵抗高頻率的沖擊力则钩，也同時具有較低的熱膨脹系數(shù)蘑劲。

　　刀柄——突破平衡問題

　　對于刀柄等附件系統(tǒng)，影響高速加工效率的有主軸檀巡、副軸似魄、驅動電機、刀柄和刀具等宜恩。主軸是至關重要的元素作姐，因此，為了保持高效率和高精度泛范，一定要保證跳動被降至最低让虐。跳動值越小，刀片的壽命也就越長罢荡，特別是在高速加工中赡突，跳動值大小尤為重要。在切削刃上TIR的值應控制在10μm之內区赵。跳動值每增加10μm惭缰，刀具壽命將減少50%。即使刀具笼才、刀柄和主軸都保持高度平衡性漱受，也會產生一些不穩(wěn)定因素。因素之一便為刀柄和主軸間隙骡送，二者間常常存在不可忽略的間距昂羡。而這個間隙甚至可能囤積鐵屑和灰塵。在實際加工中各谚，一個轉速為20000r/min的立銑刀紧憾，僅需要將動平衡調整至20g/mm。

　　為了最大程度地保證精確度甥鼠，伊斯卡研發(fā)了熱縮夾頭 （SHRINKIN）——通過熱脹冷縮原理實現(xiàn)夾緊的系統(tǒng)块生，通過此方式令硬質合金立銑刀夾緊達到更高剛性。新夾緊系統(tǒng)獲得了更高的扭力岭笔，更小的跳動和更高的重復定位精度廓蒜。熱縮夾頭的刀柄細長，可提供更多的長度選擇，也可完成更深的型腔銑和有側壁干涉的銑削奴妈。

　　　伊斯卡為用戶提供熱縮夾頭的全套設備孩置，包括獨特設計的加熱器，配有可移動加熱手柄窃愿。加熱器自帶先進的溫度測控儀罚栏，操作者可簡單、方便地在加工中心或工具室進行操作恨递。

　　伊斯卡為高精度的高速加工提供了另一個選擇是動平衡刀柄（BALANCIN）——在刀柄上安裝動平衡調節(jié)系統(tǒng)增捻。動平衡刀柄系列有若干優(yōu)勢，如可在刀柄上直接讀出高精度的動平衡值溺瘩，調節(jié)系統(tǒng)可方便地用于各種動平衡儀等锥惋。另外，此刀柄可進行動平衡和靜平衡的調節(jié)开伏，補差值達到61g/mm膀跌。

　　除此之外，為確保高速加工精度固灵，我們還需考慮主軸的結構捅伤、熱穩(wěn)定性、運動順序怎虫，硬件暑认、離心擴張、熱擴張和振動等因素大审。

　　提起振動蘸际，它有可能來源于刀具和工件的接觸，或切削引起的共振徒扶，也有可能是因為離心力作用在不平衡的刀具或刀柄上粮彤。控制振動姜骡，不僅能提高加工精度和效率蓝漏，也可延長機床主軸和刀具的壽命。振動還會影響表面光潔度勃经，造成切削刃崩刃和產生噪音吭匀。

　　速度帶來的高效率

　　機床工具的運動狀態(tài)以及整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定了被加工工件的質量。除此之外浩铺，切削刃的設計螺城，加工參數(shù)和加工時的系統(tǒng)狀態(tài)決定了工件的表面質量。這也意味著红骏，長期來看躬伐，一套優(yōu)秀的支持高速切削的加工設備可實現(xiàn)最佳的回報率凉陌。

　　使用直線驅動電機較之傳統(tǒng)的滾珠絲杠驅動電機可以大大的提高生產效率。而且使用直線電機可以減少類似傳統(tǒng)滾珠絲杠驅動系統(tǒng)中由于機械配合引起的誤差吵墅。

　　使用先進的高速加工技術可以看作是一種管理方式埠浩。它需要整合、協(xié)調加工中的各個環(huán)節(jié)公遭，來實現(xiàn)加工效率的最大化屠伴。

　　結論

　　殘酷的市場競爭要求更新的加工技術和解決方案，高速加工就是實現(xiàn)高效率而同時節(jié)省加工成本的優(yōu)秀范例酵熙。

　　雖然對機床設備提出了更高的要求轧简，但高速加工給予我們的是無盡的利益驰坊。它為我們節(jié)約了生產時間匾二，減少了加工步驟（例如人工拋光），同時還保證了加工精度拳芙。雖然我們對高速加工已經有了一定了解察藐，但為了更好的質量和更低的成本，對它的研究和開發(fā)必須繼續(xù)進行舟扎。

聲明：本網站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網分飞，轉載的目的在于傳遞更多信息及用于網絡分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責睹限，也不構成任何其他建議譬猫。本站部分作品是由網友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳羡疗，對此類作品本站僅提供交流平臺染服，不為其版權負責。如果您發(fā)現(xiàn)網站上所用視頻叨恨、圖片菱拙、文字如涉及作品版權問題，請第一時間告知去弹，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內容团尿，以保證您的權益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn毛溅。