在制造行業,對高速銑普遍存在如下等較多的錯誤觀念:
高速銑只是一臺配了高轉速主軸的銑床
主軸轉速越高,加工速度就越快
高速銑床是一種新的科技,只是為了取代一般的傳統銑床
20,000 轉的主軸已足夠模具生產之需求
高速銑只是軸向服務器加大加快
高速銑只能加工電極
………
事實上,高速銑是一種新的技術與應用哲學:
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。
高速的刀桿與刀具
高速的主軸
高動力的XYZ軸
高速的CNC控制器
高速的程序策略
高速切削時的情況
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
高速銑削
傳統銑削
高速銑削
材料移除面積大但速度慢
材料移除面積小但速度快
產生溫度高
產生溫度低
成品精度低, 刀具損耗快
成品精度高, 刀具損耗慢
表面不佳
表面良好
高速切削熱源的分散比率
高速銑削(HSM)和高效能銑削(HPM)加工理念
例:粗加工淬硬鋼,材料硬度 >55HRC
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。
1. 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:
直徑(根據工件幾何尺寸、精度)
類型(粗加工、精加工、開槽、3D輪廓、邊緣加工…)
形狀(球刀、圓鼻刀、多刃銑刀 ..)
材料(高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼CBN)
刀具涂層 (TiN、TiCN、TiAlN …)
品質(徑向跳動,形狀精度, 動平衡, 剛性)
2. 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?gt;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。高轉速容許較快的切削速率與達到HSM的效果。
3. 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。
4.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。
5. 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。