最大化機(jī)床使用率和能力的需要是在恒定地增長(zhǎng)球恤。具有主軸轉(zhuǎn)速60,000到80,000r/min的現(xiàn)代機(jī)床為取得那些目標(biāo)提供真正的機(jī)會(huì)，而且是實(shí)現(xiàn)高速加工(HSM)能力的重要部分荸镊。HSM的定義總是涉及和包括諸如切削速度咽斧、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量等因素的組合；但是躬存，它通常被定義為轉(zhuǎn)速在15,000r/min及以上或速度高于每分鐘1000英尺(取決于刀具直徑)的小切深加工糯锦。但是，飛快的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度只是一個(gè)部分灶花。為了轉(zhuǎn)變到HSM值膝，制造商還需嚴(yán)格關(guān)注刀具、刀柄和傳統(tǒng)的應(yīng)用專長(zhǎng)艰吏。

刀具的要求

為使這些最高轉(zhuǎn)速應(yīng)用成為可能欺垛，刀具必須是精密且耐用的，或者更精確氨缅、更可預(yù)計(jì)壽命扩芋，尤其是在無(wú)人看管的加工中睦柏。它們還必須能維持高速時(shí)的夾持精度和抵抗彎曲變形及振動(dòng)妖局，尤其是在長(zhǎng)懸伸的應(yīng)用中。動(dòng)平衡赶馍、刃口修磨细企、幾何角度和刀具(切削刃)材料或材質(zhì)等級(jí)都對(duì)精度和壽命有作用。不同的刀桿材料也是考慮的因素摘甜，刀桿材料包括鋼件屯掖、重金屬和硬質(zhì)合金玄柏，其中硬質(zhì)合金的剛性最好。

既然刀具磨損在加工過(guò)程中的速率各不相同贴铜，制造商必須知道使用壽命-刀具需要轉(zhuǎn)位粪摘、重磨或更換的時(shí)間點(diǎn)，取決于刀具的類型绍坝。知道和明白可預(yù)計(jì)的刀具壽命有助于工廠充分了解他們的刀具徘意，而更重要的是在車間里發(fā)揮最大的作用。

刀具與HSM

很多HSM應(yīng)用在模具制造中得到實(shí)施轩褐，使用各種立銑刀椎咧。封閉的型腔銑削和模具加工在本質(zhì)上是相同的，它們都對(duì)機(jī)床在多個(gè)方向上的加工能力有很高的要求把介。常見(jiàn)的加工包括粗加工勤讽、半精加工和精加工，其中精加工最耗時(shí)拗踢，占整個(gè)加工的90%脚牍。刀具的進(jìn)展和進(jìn)一步的研發(fā)以及HSM的使用已經(jīng)使制造商顯著地縮短整個(gè)制造時(shí)間，幾乎消除了手工的需求巢墅。 真正的直壁加工也可通過(guò)120度球頭銑刀實(shí)現(xiàn)墅纲，這種銑刀能有效地進(jìn)行上行和下行加工，進(jìn)一步縮短加工周期恐呢。

用于HSM的精密刀具的理念還適用于滿足日益增長(zhǎng)的小直徑應(yīng)用和高精度內(nèi)孔的需求游淆。為了從事于這些應(yīng)用領(lǐng)域，模具制造商應(yīng)該為直徑從0.012英寸(0.3mm)到0.315英寸(8mm)的精密內(nèi)孔加工應(yīng)用選擇一系列的精鏜刀节婶。這種刀具使用的連接技術(shù)針對(duì)很低的跳動(dòng)和很高的零件表面粗糙度質(zhì)量擎丘。

為了完善鏜刀的范圍，一種軸向型的精鏜刀頭提供鏜孔直徑方向增量為.0004英寸(0.1mm)的微調(diào)和.0001英寸(0.025mm)的游標(biāo)刻度微調(diào)享积。精密的制造和超精密的調(diào)節(jié)允許加工速度高達(dá)30,000 r/min(4,920sfm边久，1500m/min)。這種刀具的開(kāi)發(fā)從刀具和夾持裝置兩方面進(jìn)一步強(qiáng)化了精度的重要性履岂。

刀柄與HSM

諸如避免振動(dòng)遏治、彎曲變形和最小化跳動(dòng)量的能力等刀具方面的挑戰(zhàn)同樣都是由剛性、同心度和刀柄的動(dòng)平衡決定的函强。刀柄的選擇不計(jì)其數(shù)鸵安，對(duì)于所有的應(yīng)用沒(méi)有一個(gè)固定的答案。其中有彈簧夾頭型式反璃、那些使用(心軸)止動(dòng)螺釘?shù)你姷侗?a target="_blank" class="mmstipl3" href="http://www.atkqc.com/hydraulic-tool-holder/">液壓刀柄昵慌，當(dāng)然還有熱脹型式的刀柄。當(dāng)考慮使用HSM淮蜈，刀具的動(dòng)平衡是必須的斋攀，而普通平衡的最高值可能僅滿足普通應(yīng)用已卷。彈簧夾頭刀柄是可接受的，但僅它們被精密磨削以避免普通的跳動(dòng)量淳蔼。

例如侧蘸，當(dāng)考慮“D型”彈簧夾頭(全部精密磨削)時(shí)，你得到完全靜力的夾緊鹉梨，意味著在高速時(shí)將不會(huì)里張開(kāi)闺魏。相反，如果你使用ER彈簧夾頭俯画，有較大的常規(guī)跳動(dòng)量析桥，而且當(dāng)轉(zhuǎn)速上升時(shí)，由于離心力的原因使彈簧夾頭自然地微張艰垂，夾緊實(shí)際上變差了泡仗。

液壓刀柄提供極佳的傳遞扭矩和近乎完美的同心度，所以這種型式是一種理想的選擇吭辛，僅有的缺點(diǎn)是整個(gè)單元比較大且會(huì)限制在某種應(yīng)用的實(shí)際使用裁愉。

在刀柄的所有選擇中，熱脹刀柄與上述其它類型都不同嘴净，它具有最好的精度和剛性属缚，使其成為最高轉(zhuǎn)速HSM應(yīng)用的最佳選擇。熱套系統(tǒng)由一臺(tái)帶有加熱的電感線圈和可選的冷卻裝置的機(jī)器與一系列實(shí)際上能無(wú)限次收縮和‘脹開(kāi)’的專用刀柄組成护狠。這種工藝把熱量集中到刀柄的前端隧鸠，脹開(kāi)刀柄的內(nèi)徑并使所選的刀具滑入。當(dāng)前端冷卻時(shí)同蚂，它收縮并與刀具成為一體懊玖。動(dòng)平衡和對(duì)刀也能實(shí)現(xiàn)。不象其它夾持方法扔相，熱脹刀柄能傳遞最高的扭矩力鹰，3倍長(zhǎng)徑比處的精度為3μm ，而且可靈活地伸到其它刀具難以到達(dá)的區(qū)域厚遗。

如上圖所示的熱套系統(tǒng)腺首，刀柄和刀具之間最大的剛性和精度使其成為HSM應(yīng)用的理想選擇。
照片由Seco-Carboloy提供黔攒。

關(guān)于不同的錐柄類型一直有很多爭(zhēng)論趁啸，而論點(diǎn)是每種刀柄都有其長(zhǎng)處。單從尾端來(lái)判斷針對(duì)高速的重復(fù)性亏钩、重量和能力的話莲绰，將讓我們接受HSK 最理想地適合于HSM欺旧；但是姑丑，這種改變?nèi)Q于工廠的條件和其它幾個(gè)因素蛤签，所以都必須在評(píng)估時(shí)加以考慮。

一系列特別設(shè)計(jì)的針對(duì)熱脹循環(huán)精度最大化的刀柄是對(duì)熱套設(shè)備的有益補(bǔ)充栅哀。

動(dòng)平衡與HSM

由于機(jī)床的能力是確定的震肮，而且正在進(jìn)行刀具和刀柄的正確選擇，HSM是一種快選的答案留拾，對(duì)嗎戳晌？不完全是。必須對(duì)裝配好的刀具和刀柄特別地關(guān)注痴柔。事實(shí)是每種固有的動(dòng)平衡指標(biāo)不能轉(zhuǎn)化為裝配好后的動(dòng)平衡指標(biāo)沦偎。因此在刀具和刀柄連接之后必須做動(dòng)平衡。這對(duì)你選擇的任何組合都是正確的溅蓖，而且真正是有效和經(jīng)濟(jì)加工的關(guān)鍵鹤仲，甚至是較低的速度、重載切削應(yīng)用剥讼，但對(duì)HSM是絕對(duì)關(guān)鍵的壕赘。

為了在進(jìn)行高速應(yīng)用時(shí)獲得很好的表面粗糙度和維持長(zhǎng)且可預(yù)計(jì)的刀具壽命，你必須進(jìn)行刀具的動(dòng)平衡乞芳。了解動(dòng)平衡的問(wèn)題之一是知道你的機(jī)床能承受的最大“動(dòng)不平衡量”铐儡。作為一個(gè)常用的經(jīng)驗(yàn)法則，每毫米3克的動(dòng)不平衡量對(duì)于HSM刀柄是可接受的细抠。但是在非常高的主軸轉(zhuǎn)速(30,000+ r/min) 時(shí)庆葱，要求接近每毫米1克是很正常的。

與其對(duì)比的是一把標(biāo)準(zhǔn)的普通立銑刀柄喧丛，動(dòng)不平衡量可能高達(dá)每毫米250克阴香。根據(jù)實(shí)際使用的轉(zhuǎn)速，這可能是災(zāi)難性的失敗和完全的成功之間的區(qū)別粮剃。動(dòng)平衡的刀具在任何轉(zhuǎn)速下都將產(chǎn)生更好的結(jié)果恳蹲，但當(dāng)考慮HSM時(shí)成為絕對(duì)的必備條件，它對(duì)生產(chǎn)率俩滥、質(zhì)量嘉蕾、一致性和安全性有極大的影響。

這種精鏜刀頭預(yù)動(dòng)平衡到30,000r/min并為該系列的整體刀具(都具有相同的柄部尺寸)
最佳的加工提供精密的調(diào)節(jié)霜旧。

全方位逼近

最后一個(gè)方面仍然是人的智慧错忱。機(jī)床、刀具和刀柄的顯著進(jìn)步仍然需要有經(jīng)驗(yàn)的技師和應(yīng)用工程師進(jìn)行正確的評(píng)估挂据、選擇和應(yīng)用以清。因此，在你提高主軸的轉(zhuǎn)速之前，向你的技師和應(yīng)用專家咨詢以確保安全和高效的加工掷倔。

HSM將繼續(xù)對(duì)很多行業(yè)(如模具眉孩，以及汽車、航空)的生產(chǎn)率和獲利能力有著主要的影響勒葱。從非常軟的金屬和非金屬到60RC+的模具鋼浪汪，很多工廠的成功將依托HSM的能力。而那些實(shí)踐‘全方位’工藝(包括機(jī)床凛虽、刀具书吗、刀柄、正確的動(dòng)平衡和應(yīng)用支持)的將興旺發(fā)達(dá)礁懂。

（Jay Verellen）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)女践，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)锣石，也不構(gòu)成任何其他建議萤忘。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳龄羽，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)悔邀，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻砂姥、圖片删舀、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)第一時(shí)間告知掠记，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容梭狱，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn傍菇。