高速銑加工對刀具與刀（dāo）座有哪些要（yào）求

01

HSM對刀具的要求

1.幾何形狀

刀具振（zhèn）動直接影響加工獲得的表麵（miàn）質量。因此，在HSM精加工過程中保持均勻的切削力，以避（bì）免刀具（jù）振動是極其重要的。

刀具相鄰幾何特征（zhēng）對切削力的影響:

1)良好的同（tóng）心度有利於（yú）切削刃上載荷的均勻分布（bù）；

2)較大的切削（xuē）刃（rèn）重疊有利於獲得均勻的切削力特性(較大的螺旋角和槽數)；

3)切削長度短有利於更好（hǎo）的剛性(軸的直徑比機床的陡壁減小一點)；

4)芯部截麵最佳（jiā），缺（quē）口處應力集中最（zuì）小。

HSM可用於加工高強度材（cái）料，這意味著變形阻力隨（suí）著待加工材料的硬度而增（zēng）加。切削刃上的載荷增加，這需要（yào）切削刃幾何形狀的穩定（dìng）設計。但是在高速切削的狀（zhuàng）態下，工件表（biǎo）麵（miàn）的自由區域會（huì）產生更多的摩擦熱，這就意味（wèi）著必須減（jiǎn）小刀具的後角。因此，增加切削刃的穩（wěn）定（dìng）性隻能通過減小斜（xié）角來實現。在硬質材料和脆性刀具材料的情況（kuàng）下，甚（shèn）至可能導致負斜角。

在刃口尖端磨出精確的擬合半徑，避免刃口（kǒu）突然變熱時出（chū）現赤熱狀態或局部斷裂。

如果待加工工（gōng）件的形（xíng）狀精度要求很高，所用（yòng）精加工刀（dāo）具的球麵半徑對待加工工件的形狀精度有（yǒu）直接影（yǐng）響。因（yīn）此，作為一個基本條件（jiàn），在非常精密零件的精加工過程中，使用（yòng）半徑公差非常嚴格(微米級)的刀具是非常重要的。

2.材（cái）料和塗層

刀具材料必須比要加工的材料更硬。工件與刀具材料的（de）硬度差越大，刀具磨損（sǔn）越小，刀具使用壽命越長。因為局部溫度很高，還需要保證刀具材料具有抗氧化性。

大熱負荷的波動和刀（dāo）具材料抗氧（yǎng）化的要求，使得細晶碳化鎢刀體的（de）塗層成為必要。

經過試驗和測試的塗層係統，例（lì）如TiN、TiCN和TiAlCN，在HSM處理中很快達到其極限。因（yīn）此，已經開發了（le）一種多組分塗層係統，其基於具有高鋁含（hán）量的氮化物，結（jié）合了諸如釔、釩或鉭的其他元素。使用納米層結構，立方氮化硼和PKD，可以實現更（gèng）高的性能（néng）。

02

HSM對刀架的要求

由於HSM加工需要很高的主軸速度，最好使用HSK-A和HSK-E刀架係統。由於刀架法蘭安裝在主軸頭上，刀架在Z方向有明確的（de）機械支撐，不（bú）會因為轉速較高（gāo）時離心力增大而被（bèi）拖入主軸（zhóu）。

基（jī）本誤差（chà）可能發生在加工的準備階段，這使得不可能實現更少的振動和（hé）安全的過程控製。為了實現穩定的HSM加工，必須根據要求平衡刀具和刀（dāo）架裝置，並檢查它們的同軸（zhóu）度。還必須考（kǎo）慮與不平衡質量相關的轉速極限。

不平衡或偏心的旋轉（zhuǎn）刀具係統會導致:

1)非常差的表麵（miàn）質量；

2)非常低的工具壽命；

3)加工穩定性（xìng）和安（ān）全性差；

4)銑削主軸可能損壞。

在下麵的示意圖中（zhōng）可以清楚地看到由於加工過程中的突（tū）然（rán）變化而導致的不平衡和與理（lǐ）想同心度的偏差。

與完美同心度相（xiàng）比，沒有偏差:理（lǐ）論粗糙度更（gèng）小。

與完美同心度相比，存在偏（piān）差:理論粗糙度較大。

質量平衡對整個旋轉（zhuǎn）係統的動態性能有著重要的影響。

不平衡相當於一個偏心的物（wù）體在旋轉。這個偏心的物體會引起離心力，離心力的平方值隨著轉速的（de）增加而增加。這意（yì）味著同樣的不（bú）平衡對轉（zhuǎn）速為42000轉/分的主軸產生的離心力是轉速為2000轉/分的主軸的（de）441倍(212 = 441)。因此，刀架裝置在高速加工中的（de）不平衡具有特別明顯（xiǎn）的不良（liáng）後果。

通過（guò）應用HSM的刀具夾緊技術，您可以將刀架用於以下項目:

夾頭（tóu）；

異徑接頭。

不（bú）推薦使用魏爾東連接器等替代係（xì）統，因為它們在HSM處理方麵存在明顯缺陷。

由於帶卡盤的刀架良好的阻尼特性可以給粗（cū）加工過程（chéng）帶來良好（hǎo）的效果，所以它可以和變徑接頭一起達到極高的剛（gāng）性（xìng）和重複精度。這對於獲得完美的工件表麵至關重要。使用異徑（jìng）接頭可以獲得非常精確（què）的同心（xīn）度(偏差小於0.003毫米)和（hé）大的傳動扭矩。

各種變徑刀架的設計結構:傳遞扭矩（jǔ）取決於夾緊設備的設計結構；有了不同的設計，可能（néng）就（jiù）大不一樣了。