在制造行業(yè),對(duì)高速銑普遍存在以下錯(cuò)誤觀念:
1)高速銑床只是一臺(tái)配了高轉(zhuǎn)速主軸的銑床
2)主軸轉(zhuǎn)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(tǒng)銑床
4)20000轉(zhuǎn)的主軸已足夠模具生產(chǎn)的需求了
5)高速銑床只是軸向服務(wù)器加大加快
6)高速銑床只能加工電極
7)………
事實(shí)上,高速銑床是一種新的工藝技術(shù)與應(yīng)用
要想要發(fā)揮出高速切削的效能,就必須個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)的緊密配合,如果有其中一個(gè)環(huán)節(jié)搭配不佳,將無(wú)法發(fā)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(dòng)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(shí)的基本情況
隨著轉(zhuǎn)速增加到一定程度時(shí),則刀具的溫度和切削力反而會(huì)逐漸下降。這種現(xiàn)象被用在了高速銑削技術(shù)中。
傳統(tǒng)銑削狀態(tài)
高速銑削狀態(tài)
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(qū)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(yīng)用范圍
1)為了與主軸規(guī)格相匹配,保證加工的穩(wěn)定性和安全起見(jiàn),刀具直徑不超過(guò)16mm(HSK-E40)。
2)與傳統(tǒng)銑削相比,高速銑削的切削去除率相對(duì)比較小,對(duì)于小零件和模具加工應(yīng)用非常適合。
3)可應(yīng)用于薄片加工、微細(xì)加工等新的加工應(yīng)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(méi)有高速銑削技術(shù)該零件可能無(wú)法生產(chǎn)。
04
高速銑削的重心環(huán)節(jié)
?。?)高速配合的刀桿與刀具
實(shí)際上,并不是機(jī)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(guān)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(shí)際加工情況予以調(diào)整。
選擇刀具的標(biāo)準(zhǔn):
1)直徑(根據(jù)工件幾何尺寸、精度)
2)類型(粗加工、精加工、開(kāi)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(zhì)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(zhì)(徑向跳動(dòng),形狀精度,動(dòng)平衡,剛性)
?。?)高速主軸
實(shí)際上,高速的主軸就像F1賽車內(nèi)的引擎高轉(zhuǎn)速與高動(dòng)力。
主軸大略可分為兩種規(guī)格:
1)有軸承的=>高扭力,目前最高速度能達(dá)到5.4萬(wàn)轉(zhuǎn)。
2)無(wú)軸承的(氣體帶動(dòng))=>低扭力,但轉(zhuǎn)速非常快(>100krpm)。
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(zhuǎn)速容許較快的切削速率與達(dá)到HSM的效果。
?。?)高動(dòng)態(tài)性能的各軸
實(shí)際上,機(jī)器本身的床臺(tái)結(jié)構(gòu)就好比車子的底盤,強(qiáng)壯安全的吸收沖擊與震動(dòng)。
傳統(tǒng)的硬軌可以通過(guò)機(jī)臺(tái)上的調(diào)整來(lái)獲得較佳的精度,但是它無(wú)法達(dá)到線性滑軌所能達(dá)到的高速加工。高速的各軸及堅(jiān)固的床身結(jié)構(gòu),加速度是關(guān)鍵因素,高加速度的各軸減少時(shí)間上的浪費(fèi),更好的切削表面,刀具磨損低。
?。?)高速銑削控制器CNC
實(shí)際上,控制器如同駕駛員,它的操作技能決定了賽車的勝負(fù)它需要有前瞻性、靈敏度和快速的反應(yīng)能力。
?。?)高速銑削的CAM加工策略
實(shí)際上,有許多條路可以從一點(diǎn)到達(dá)下一個(gè)點(diǎn),可是所有的路徑都會(huì)在速度,表面等產(chǎn)生不同的效果。