過去,高速切削主要關(guān)注高主軸轉(zhuǎn)速,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。但是,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。
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,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,在今天,高速切削有了更廣泛的應(yīng)用。在上世紀(jì)90年代,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。高主軸轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給速度受到高度重視。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),高速會(huì)帶來嚴(yán)重的后果和極高的風(fēng)險(xiǎn)。需要考慮的主要因素是:切削力、表面紋理、金屬去除率、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。
得益于機(jī)床制造商、軟件開發(fā)商、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。最重要的是,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)。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。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。在多年的實(shí)際應(yīng)用中,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,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)。在高速切削中,速度是關(guān)鍵詞,它代表著主軸轉(zhuǎn)速、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)。
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),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。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),分析負(fù)荷分布的有限元法特別有價(jià)值,并且,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),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。
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。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、槽銑、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,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,同時(shí)也保證了加工精確性。刀片受力均勻,使加工更流暢、更安全,延長了刀具使用壽命,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。
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,尤其是鑄鋁零件,如模具、發(fā)動(dòng)機(jī)組、變速箱殼等。從半精加工到超精加工,切削速度提高到8000m/min時(shí),CoroMill790立銑刀的正前角刀片可使用硬質(zhì)合金、聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)材質(zhì)。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,其刀片軸向調(diào)整簡單方便,還具有切削力平衡、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V、加工余量控制精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。