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如果说到加工中心的选择，在几年前，若是选择了具有高速ATC(自动刀具交换装置)和高速APC（自动工作台交换装置）功能的设备，是个非常明智的决定，因为当时追求的是无人化、自动化的功能。但是，对於一台机器，如果只需要触动一下操作键就可以工作，那无论是谁都可以操作。归根到底，只是工具的差别而已。
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高速加工并不一定是主轴转速在几万转以上，而是回转速度可以使刀具刃部负荷降低。根据工件的种类及刀具的选择方法，就算用转速为几千转的加工中心也是完全可以实现的。 0 P) L4 h, Y# a% p- G$ f( l
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因此，即使使用小直径刀具，也可以进行高效率化的高速加工。一提到小直径刀具，我们的第一印象是慢，可是小直径刀具在必要形状的加工中，比大直径刀具的加工要快得多。而且加工海绵状等软材料时，小直径刀具比大直径刀具更容易实现没有飞边和毛刺加工。
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+ R5 a3 z& f) `& [: z+ M% \% U/ V对小刀具的误解 ) i- X& J* @& I p) d
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高速加工与刀具的直径没有直接关系，我们有必要澄清普遍存在认为小直径工具难以进行高速加工的误解。 ! b4 m) |& M( S( _2 [
& l3 H4 c: |, k4 v2 _* |用高速加工可以处理至今为止不能加工的任何材料 7 h# S$ x! N Z0 \' t! a
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因为没有达到适当线速度的高速主轴而不能加工的工件，用高速主轴接近其适当的线速度就能够加工，例如0.05mm至0.2mm微小直径刀具加工就是一个例子。但是，适正线速度降至每分钟几十米的时候就不适合了。 5 u5 r/ q0 G; K) h
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不论什麽直径的刀具都可以进行高速加工 . ?( t8 a) N4 m
3 f: q0 o) J" S) _: ~2 {8 J1 `这个仍然是线速度的问题，适正线速度由工件和刀具决定，如果选择了无视适正线速度的刀具直径和转速，就无法进行实用性加工。
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8 W5 |! |- x% w8 O, P. x- o& E用高速回转加工时，加工负荷下降
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. v& C& b3 J! b' F7 h7 C+ x% F5 L研究切削加工的人们说，这种现象是可能发生的。可是，伴随?负荷下降而来的是急剧增加的摩擦力，不能说这是能够进行实用加工的领域。因为没有达到适正的回转速度而使加工负荷增大的情况有很多。选择削切负荷下降的路径，用适正的转速进行加工时，可以提高进给速度，延长刀具寿命。
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. b% M! K0 D" {$ _2 k. d用高速回转加工时，工件和刀具不发热 ! l; ~ p/ ^2 l6 Y1 I6 x4 ^* Z% \& I
$ Y6 `- ^4 g) O, |' ^选择削切负荷极小的条件才能达到这个效果。相反，用切削负荷高条件进行重切削加工，工件和刀具依然会发热。
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1 \6 B" J, W F+ V; J用高速回转加工时，加工表面的光洁度提高，不需磨削 , ?5 P; w3 }; L$ Z3 ^/ x3 J
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这要根据刀具的刃部形状、切削深度，以及进给量而定。如果要使磨削的工时降至最少或不需磨削，那麽精加工後的表面必须是均匀的。虽然用球头铣刀磨擦是最好的，但是这不是切削，而是在抛光，这会令刀具的寿命很快丧失。
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高速回转加工必须加工低负荷工件，所以最好是进行很薄的加工，可是这时在刀具的中心附近，进行的是线速度非常慢的加工，负荷反而会增加。
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: _, U& U; X. S: p) A4 V等高线加工在程序编制时需要花费时间，在加工效率方面，还是往复式的扫描线加工方法好。
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1 R2 N. U- m7 a两者相比，刀具轨迹的生成的确需要时间。但是，对於刀具的负荷是一定的，对刀具寿命、加工面的粗糙等要好很多。 " H3 O" S$ O! Z3 `8 A; @
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刀具寿命的缩短和对策
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在使用球头立铣刀加工时，即使选择合适的线速度及切削深度进行加工，但还有很多因素导致刀具寿命下降。
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切削开始时负荷增加 7 H- D* a) A* Z9 Z7 X# g
+ u- g1 @% `6 _, Y0 n在Z轴方向刀具垂直下降，开始切削时，线速度慢的刀具中心首先开始接触工件，加工开始时，必然成为槽加工。槽加工时进给方向的右侧和左侧都有工件，成为一边是下降加工，一边是上升加工。特别是上升加工，刀具的寿命、加工面的光洁度都会下降。因此和通常的侧面加工相比，必须降低进给速度。 % d, T$ o* s* [, P
( k4 t9 m0 T2 A; q3 Y, L9 W使用刀具像画螺旋线那样下降的螺旋加工接触工件的方法，虽然消除了线速度慢、刀具中心首先接触工件的问题，但不能说是最好的方法，也就是说，在螺旋终了後进入直线加工时，还是槽加工。在这里如果进给速度不下降，也是导致刀具寿命缩短的原因。 # u3 n+ A: z/ [" `$ L
- h- ^! j. u0 G! m0 Q6 h& V槽加工负荷大及加工面粗糙
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* |/ j" i+ x3 U; h& ]' c在由内侧向外侧进行加工时（设置的加工），在螺旋终了後的(Z轴到达加工位置後)加工，必然变成糟加工。这时如果不降低进给速度，刀具的寿命会缩短。 ) ~) y0 Q7 p+ u! d
, S% k& _# d" M% V/ V/ y; n7 C角部负荷增加 ) i, D. S, P$ B) s+ c0 p
3 b; `9 w* r! r/ f( i# E1 Q从内侧向外侧加工时，锐角的角部加工较多。此时与侧面加工相比，每转切削体积会增加。为了使单位时间的切削体积一致，有必要在角部进行自动加速或减速。工件的硬度越高，在角部的加减速幅度应越大。
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过长的刀具伸出量 6 ]5 B9 t% t2 V0 {" K. q6 |
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刀具伸出的长度过长时，刚性会下降，刀具的寿命会缩短。当遇到高硬度材料或难切削材料时，这种现象会更加明显。 3 r* L6 a; i6 F
" H7 y t% r% m# h2 }3 P刀具
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用立铣刀进行的铣削加工，也就是用复数的切削刃进行断序的切削，有的刃从非切削状态，随着主轴的旋转，接触到工件开始切削。工件的硬度越高，刀尖接触工件的瞬间冲击越大，刀尖损坏的可能性越高。为此使刀尖变厚，刀刃的切削面制成负面，减小槽部使刃的根部变粗，此种刀具称为高硬度用刀具。
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2 u0 h; u6 D9 b4 a; @- _1 |不过，非高硬度用铣刀的刀具磨耗，对於在实际加工直径附近表现出的临界摩擦现象，高硬度用铣刀的磨耗，前端的中心部在实际加工直径的大小範围内显得很平，不能加工的时间大幅度缩短。所以，必须将此因素考虑在内。 - Y! @4 m, q# l) B0 C
2 D; a- d- n1 F8 T# }综合来说，采用适当的线速度，减小切削深度，并用尽可能快的进给速度进行加工的基本原则不仅限於小直径刀具。 |
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发表于 2009-1-25 14:02:28