简述高速铣削加工零件的优势与应用范围

     随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造业的企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士 MIKRON公司购进第 一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。

一、高速铣削加工的优势

高速铣削加工零件是采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点:

(1)高效 

高速铣削的主轴转速一般为15000r/min~40000r/min，最 高可达100000r/min。在切削钢时，其切度削速约为400m/min，比传统的铣削加工高5~10倍;在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4~5倍。

(2)高精度

高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。

(3)高的表面质量 

由于高速铣削时工件温升小(约为3°C)，故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最 好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。

(4)可加工高硬材料

可铣削50~54HRC的钢材，铣削的最 高硬度可达60HRC。

鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。但是，高速铣削在加工过程中应满足无干涉、无碰撞、光滑、切削负荷平滑等条件。而这些条件造成高速切削在对刀具材料、刀具结构、刀具装夹以及机床的主轴、机床结构、进给驱动和CNC系统上提出了特殊的要求;并且主轴在加工过程中易磨损且成本高(目前)。

二、高速铣削加工的应用范围

1.为了与主轴规格相匹配，保证加工的稳定性和安全起见，刀具直径不超过16mm(HSK-E40)。

2.可应用于薄片加工、微细加工等等新的加工应用。

3.是软材或超硬材料的新理念加工工法。

4.与传统铣削相比，高速铣削的切削去除率相对比较小，对于小零件和模具加工应用非常适合。

例:  铝件，壁厚为0.5mm，如果没有高速铣削技术该零件可能无法生产。

1.高动态性能的各轴

实际上，机器本身的床台结构就好比车子的底盘，强壮安全的吸收冲击与震动。

传统的硬轨可以通过机台上的调整来获得较佳的精度，但是它无法达到线性滑轨所能达到的高速加工。高速的各轴及坚固的床身结构，加速度是关键因素，高加速度的各轴减少时间上的浪费，更好的切削表面，刀具磨损低。

2.高速铣削控制器CNC

实际上，控制器如同驾驶员，它的操作技能决定了赛车的胜负它需要有前瞻性、灵敏度和快速的反应能力。

3.高速铣削的CAM加工策略

实际上，有许多条路可以从一点到达下一个点，可是所有的路径都会在速度，表面等产生不同的效果。

4.高速配合的刀杆与刀具

实际上，并不是机器在做切削，而是刀具！刀具就像汽车的轮胎，是汽车中唯 一接触地面的零件。在赛车中良好与合适的轮胎是致胜的关键，刀具的选择及加工条件可以依照刀具商所提供的资料, 但使用者仍需依实际加工情况予以调整。

选择刀具的标准：

直径（根据工件几何尺寸、精度）

类型（粗加工、精加工、开槽、3D轮廓、边缘加工…）

形状（球刀、圆鼻刀、多刃铣刀 ..)

材料（高速钢、硬质合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼CBN）

刀具涂层 （TiN、TiCN、TiAlN …）

品质（径向跳动,形状精度, 动平衡, 刚性）

5.高速主轴

实际上，高速的主轴就像F1赛车内的引擎高转速与高动力。

主轴大略可分为两种规格：

1）有轴承的=> 高扭力，目前最 高速度能达到5.4万转。

2）无轴承的（气体带动）=>低扭力，但转速非常快（>100krpm） 。

高扭力容许较大材料的切削，使用较大的刀具与较硬的材料。高转速容许较快的切削速率与达到HSM的效果。

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