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铣刀 |
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可预见且无故障的切削 |
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作者：山高首席技术培训经理 Patrick De Vos |
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每一个加工工艺的目标应该是在保持高生产率和低生产成本的同时，达到最大化的安全性和可预见性。为取得这一目标，以下几个因素都需要考虑：工件的材料、形状和尺寸、机床、CAM 系统、工件和刀具的夹紧，切削刀具选择及它们如何被使用。
在加工时可导致问题发生的变量是：
• 切屑的形成和排出：这需要全面受控。否则，长切屑会引起生产的停顿和损坏工件、机床和切削刀具，还有操作工。
需要彻底了解作用在刀具上的切削力。一旦失去了控制，加工中就会有刀具损坏、切削刃损坏和振动的风险。所有这些都会引起生产的停顿和被错误加工的工件。
• 刀具磨损：这必定是持续的，比如后刀面磨损或月牙洼磨损。需要避免突发的刀具磨损（破裂或者剥落）。
• 热：加工金属产生很多的热量。如果不通过切屑排出，这个热量将集中在切削刀具或者工件表面，危害到已加工工件的质量。切削刀具上的温度高将引起刀具材料切削金属的性能的变化，其逻辑结果是刀具寿命的损失。
所有这些因素都使得工件在尺寸、形状、表面粗糙度和表面结构等方面难以获得符合要求的质量。
图 1：切削加工性是金属切削过程能被无故障执行的程度，如可预见性。
切削加工性取决于许多因素。
为了避免这些问题，切削过程和不同要素之间的相互作用都需要被仔细地考虑。切削方法是至关重要的一个要素。我们可以在传统加工、高速加工、高进给加工或大批量加工之间进行选择。每个加工方法都有其优势和约束条件。这意味着在给定的条件下，不是每个方法都提供相同的操作安全性。
就刀具材料和几何角度而言，与选择切削方法相比，一个精选的切削刃在保证切削过程可靠方面具有最高的重要性。刀具材料必定要通过切削速度这个关联要素与工件材料相适应。切削刃几何角度必须要精心选择才能服务于加工（如粗加工或精加工）的目标。这里的关联要素是进给量和切削深度。
图 2：刀具材料和切削刃的几何角度需要和被加工的工序相符合。
然后是正确选择切削参数，要结合考虑是高的切削速度搭配较低的进给量还是较高的进给量搭配适中的切削速度？
每一个切削工况都需要正确地选择。切削速度需要高到足以避免积屑瘤引起的磨损。但是切削速度也不应该高到由热-化学磨损模式起主导作用。切削深度和进给量的选择必须使得切屑形成和切削刃上的机械冲击（切削力）都受控。
当安全性在金属切削过程（同时保持尽可能高的生产率时）中处于重要地位时，应该优先选择大的切削深度搭配适中的切削速度（经济的切削）。如果条件允许，且生产率权重在全局中比生产成本更大，那么切削速度可进一步提高。但是加工过程中更高的切削速度也将涉及更多的“不可预见风险”。
图 3：切削工况的不同组合是可能的。在技术上，它们都是可行的，
但会导致不同的“安全性水平”
刀具范例
山高长期以来都在寻求金属切削过程中更可靠的解决方案，以保持高生产率和低成本。
在加工过程中提高安全性，尤其是高风险的工况，山高的 Jetstream 刀具（一种高压直接冷却理念和系统）是一个范例。这个理念已经展示出它的主要优势，诸如提高刀具寿命、更好的切屑控制、更高的生产率、更低的成本、工件表面更低的残余应力，更好的加工精度和改善表面粗糙度等等，列出的只是一小部分。
另一个范例是车削，在刀尖上使用山高刀具的修光刃几何角度（高进给车削理念）。这允许使用明显更高的进给量，使其在更快地取得良好的表面粗糙度（生产率）方面更容易，并能持续更长的时间（更多的工件），最后但并非最不重要的一点，它是一种更可控的方法（安全性）。
当然，这里也有在铣削中基于传统补偿原理发展起来的高进给铣削。在这种方法中，寻求无故障金属切削的高进给量的基本理念确实是优秀的。
总结
一种经济的金属切削工艺要求在保持最高生产率和最低生产成本的同时，达到安全性和可预见性的最大化。实现这一目标可能有多种不同的方法。在普通工况下，提高“你的进给量”这一理念为大部分工况提供了尽可能性最好的效果。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(2/11/2009) |
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