在制造行業,對高速銑普遍存在以下錯誤觀念:
1)高速銑床只是一臺配了高轉速主軸的銑床
2)主軸轉速越高,加工速度就越快
3)高速銑床只是為了取代一般的傳統銑床
4)20000轉的主軸已足夠模具生產的需求了
5)高速銑床只是軸向服務器加大加快
6)高速銑床只能加工電極
7)………
事實上,高速銑床是一種新的工藝技術與應用
要想要發揮出高速切削的效能,就必須個個環節的緊密配合,如果有其中一個環節搭配不佳,將無法發揮高速切削的效能。
1)高速的刀桿與刀具
2)高速的主軸
3)高動力的XYZ軸
4)高速的CNC控制器
5)高速的程序策略
01
高速切削時的基本情況
隨著轉速增加到一定程度時,則刀具的溫度和切削力反而會逐漸下降。這種現象被用在了高速銑削技術中。
傳統銑削狀態
高速銑削狀態
高速切削熱源的分散比率:
02
高速銑削與高速銑削理念的區別
高速銑削(HSM)和高效能銑削(HPM)的加工理念是不一樣的。舉例:粗加工淬硬鋼,材料硬度大于55HRC,它們的加工理念示意圖如下。
HPM(左)與HSM(右)加工理念示意圖
03
高速銑削的應用范圍
1)為了與主軸規格相匹配,保證加工的穩定性和安全起見,刀具直徑不超過16mm(HSK-E40)。
2)與傳統銑削相比,高速銑削的切削去除率相對比較小,對于小零件和模具加工應用非常適合。
3)可應用于薄片加工、微細加工等新的加工應用。
4)是軟材或超硬材料的新理念加工工法。
例:鋁件,壁厚為0.5mm,如果沒有高速銑削技術該零件可能無法生產。
04
高速銑削的重心環節
?。?)高速配合的刀桿與刀具
實際上,并不是機器在做切削,而是刀具!刀具就像汽車的輪胎,是汽車中唯一接觸地面的零件。在賽車中良好與合適的輪胎是致勝的關鍵,刀具的選擇及加工條件可以依照刀具商所提供的資料,但使用者仍需依實際加工情況予以調整。
選擇刀具的標準:
1)直徑(根據工件幾何尺寸、精度)
2)類型(粗加工、精加工、開槽、3D輪廓、邊緣加工…)
3)形狀(球刀、圓鼻刀、多刃銑刀..)
4)材料(高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼CBN)
5)刀具涂層(TiN、TiCN、TiAlN…)
6)品質(徑向跳動,形狀精度,動平衡,剛性)
?。?)高速主軸
實際上,高速的主軸就像F1賽車內的引擎高轉速與高動力。
主軸大略可分為兩種規格:
1)有軸承的=>高扭力,目前最高速度能達到5.4萬轉。
2)無軸承的(氣體帶動)=>低扭力,但轉速非??欤ǎ?00krpm)。
高扭力容許較大材料的切削,使用較大的刀具與較硬的材料。高轉速容許較快的切削速率與達到HSM的效果。
?。?)高動態性能的各軸
實際上,機器本身的床臺結構就好比車子的底盤,強壯安全的吸收沖擊與震動。
傳統的硬軌可以通過機臺上的調整來獲得較佳的精度,但是它無法達到線性滑軌所能達到的高速加工。高速的各軸及堅固的床身結構,加速度是關鍵因素,高加速度的各軸減少時間上的浪費,更好的切削表面,刀具磨損低。
?。?)高速銑削控制器CNC
實際上,控制器如同駕駛員,它的操作技能決定了賽車的勝負它需要有前瞻性、靈敏度和快速的反應能力。
?。?)高速銑削的CAM加工策略
實際上,有許多條路可以從一點到達下一個點,可是所有的路徑都會在速度,表面等產生不同的效果。