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高速铣加工的错误想法及概念

在制造行业,对高速铣床普遍存在如下等较多的错误观念:

 

  • 高速铣床只是一台配了高转速主轴的铣床

  • 主轴转速越高,加工速度就越快

  • 高速铣床是一种新的科技,只是为了取代一般的传统铣床

  • 20,000 转的主轴已足够模具生产之需求

  • 高速铣床只是轴向服务器加大加快

  • 高速铣床只能加工电极

  • ………

     

 

 

事实上,高速铣床是一种新的技术与应用哲学:

 

要想要发挥出高速切削的效能,就必须个个环节的紧密配合,如果有其中一个环节搭配不佳,将无法发挥高速切削的效能。

 

  • 高速的刀杆与刀具

  • 高速的主轴

  • 高动力的XYZ轴

  • 高速的CNC控制器

  • 高速的程序策略

 

高速切削时的情况

 

随着转速增加到一定程度时,则刀具的温度和切削力反而会逐渐下降。这种现象被用在了高速铣削技术中。

 

 

传统铣削

高速铣削

材料移除面积大但速度慢

材料移除面积小但速度快

产生温度高

产生温度低

成品精度低, 刀具损耗快

成品精度高, 刀具损耗慢

表面不佳

表面良好

 

高速切削热源的分散比率

 

 

高速铣削(HSM)和高效能铣削(HPM)加工理念

 

例:粗加工淬硬钢,材料硬度 >55HRC

 

 

高速铣削的应用范围

 

  • 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)。

  • 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。

  • 可应用于薄片加工、微细加工等等新的加工应用。

  • 是软材或超硬材料的新理念加工工法。

 

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)

 

2. 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:

  • 有轴承的=> 高扭力,目前最高速度能达到5.4万转。

  • 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。

 

 

3. 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。

 

4.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。

 

5. 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。

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