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如果说到加工中心的选择，在几年前，若是选择了具有高速ATC(自动刀具交换装置)和高速APC（自动工作台交换装置）功能的设备，是个非常明智的决定，因为当时追求的是无人化、自动化的功能。但是，对於一台机器，如果只需要触动一下操作键就可以工作，那无论是谁都可以操作。归根到底，只是工具的差别而已。 ! {2 g3 B9 v# Y3 A& g% S
4 u* Q* J: r. `- q0 y高速加工并不一定是主轴转速在几万转以上，而是回转速度可以使刀具刃部负荷降低。根据工件的种类及刀具的选择方法，就算用转速为几千转的加工中心也是完全可以实现的。 ; N/ H! L* @& y" [9 ~
1 f& e5 R# r$ {5 q3 ]因此，即使使用小直径刀具，也可以进行高效率化的高速加工。一提到小直径刀具，我们的第一印象是慢，可是小直径刀具在必要形状的加工中，比大直径刀具的加工要快得多。而且加工海绵状等软材料时，小直径刀具比大直径刀具更容易实现没有飞边和毛刺加工。
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对小刀具的误解 * j+ R1 b$ @5 o ?8 ?) r
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高速加工与刀具的直径没有直接关系，我们有必要澄清普遍存在认为小直径工具难以进行高速加工的误解。
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用高速加工可以处理至今为止不能加工的任何材料 9 z/ M ~; p+ e8 ^0 M# m8 S
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因为没有达到适当线速度的高速主轴而不能加工的工件，用高速主轴接近其适当的线速度就能够加工，例如0.05mm至0.2mm微小直径刀具加工就是一个例子。但是，适正线速度降至每分钟几十米的时候就不适合了。
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; I% k$ U) P# @不论什麽直径的刀具都可以进行高速加工
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3 U% i G+ A. v6 [; m$ d这个仍然是线速度的问题，适正线速度由工件和刀具决定，如果选择了无视适正线速度的刀具直径和转速，就无法进行实用性加工。 7 B- w" x% v# k+ c. L) V& J
# f# m: ~- ^. X( b6 K' W( n6 J用高速回转加工时，加工负荷下降 0 o7 r9 P& C$ N: `' b, J
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研究切削加工的人们说，这种现象是可能发生的。可是，伴随?负荷下降而来的是急剧增加的摩擦力，不能说这是能够进行实用加工的领域。因为没有达到适正的回转速度而使加工负荷增大的情况有很多。选择削切负荷下降的路径，用适正的转速进行加工时，可以提高进给速度，延长刀具寿命。
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用高速回转加工时，工件和刀具不发热
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' U2 m: @" a( c4 h) ~' y选择削切负荷极小的条件才能达到这个效果。相反，用切削负荷高条件进行重切削加工，工件和刀具依然会发热。 7 j9 p0 }; U+ r
# A6 u2 S# r: i- ]$ U用高速回转加工时，加工表面的光洁度提高，不需磨削
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这要根据刀具的刃部形状、切削深度，以及进给量而定。如果要使磨削的工时降至最少或不需磨削，那麽精加工後的表面必须是均匀的。虽然用球头铣刀磨擦是最好的，但是这不是切削，而是在抛光，这会令刀具的寿命很快丧失。
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高速回转加工必须加工低负荷工件，所以最好是进行很薄的加工，可是这时在刀具的中心附近，进行的是线速度非常慢的加工，负荷反而会增加。
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等高线加工在程序编制时需要花费时间，在加工效率方面，还是往复式的扫描线加工方法好。 # D* m) E7 A4 l w* B
2 n$ G8 @1 o8 h( a两者相比，刀具轨迹的生成的确需要时间。但是，对於刀具的负荷是一定的，对刀具寿命、加工面的粗糙等要好很多。 1 Z1 ~" M3 L! O) J+ l
7 @8 Y/ F, r. Z+ O. S刀具寿命的缩短和对策 - [- v2 w& B: X/ q
* R$ Z) {8 T9 y& m$ v在使用球头立铣刀加工时，即使选择合适的线速度及切削深度进行加工，但还有很多因素导致刀具寿命下降。
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切削开始时负荷增加 , x/ Q' r4 V, H5 z) M) d5 l. T
! s5 {" ~9 _* g' E在Z轴方向刀具垂直下降，开始切削时，线速度慢的刀具中心首先开始接触工件，加工开始时，必然成为槽加工。槽加工时进给方向的右侧和左侧都有工件，成为一边是下降加工，一边是上升加工。特别是上升加工，刀具的寿命、加工面的光洁度都会下降。因此和通常的侧面加工相比，必须降低进给速度。
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c" g+ k) i8 Q; `( O2 Q使用刀具像画螺旋线那样下降的螺旋加工接触工件的方法，虽然消除了线速度慢、刀具中心首先接触工件的问题，但不能说是最好的方法，也就是说，在螺旋终了後进入直线加工时，还是槽加工。在这里如果进给速度不下降，也是导致刀具寿命缩短的原因。
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6 |3 @. S5 s+ B( F/ }槽加工负荷大及加工面粗糙
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, c* Y$ t4 U1 O8 }在由内侧向外侧进行加工时（设置的加工），在螺旋终了後的(Z轴到达加工位置後)加工，必然变成糟加工。这时如果不降低进给速度，刀具的寿命会缩短。
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角部负荷增加 - X8 G# N6 L$ X
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从内侧向外侧加工时，锐角的角部加工较多。此时与侧面加工相比，每转切削体积会增加。为了使单位时间的切削体积一致，有必要在角部进行自动加速或减速。工件的硬度越高，在角部的加减速幅度应越大。
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% T3 @. }! o' v9 ?! s7 {过长的刀具伸出量 9 V- ^- [7 J |; e+ f) |( \
/ l" R- R, T8 Z1 O4 |1 S刀具伸出的长度过长时，刚性会下降，刀具的寿命会缩短。当遇到高硬度材料或难切削材料时，这种现象会更加明显。
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刀具 @& P1 J! J5 ~ \3 ?. D
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用立铣刀进行的铣削加工，也就是用复数的切削刃进行断序的切削，有的刃从非切削状态，随着主轴的旋转，接触到工件开始切削。工件的硬度越高，刀尖接触工件的瞬间冲击越大，刀尖损坏的可能性越高。为此使刀尖变厚，刀刃的切削面制成负面，减小槽部使刃的根部变粗，此种刀具称为高硬度用刀具。 0 l# I( K" e5 E
. \0 Z& }6 h+ C7 h不过，非高硬度用铣刀的刀具磨耗，对於在实际加工直径附近表现出的临界摩擦现象，高硬度用铣刀的磨耗，前端的中心部在实际加工直径的大小範围内显得很平，不能加工的时间大幅度缩短。所以，必须将此因素考虑在内。
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综合来说，采用适当的线速度，减小切削深度，并用尽可能快的进给速度进行加工的基本原则不仅限於小直径刀具。 |
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发表于 2009-1-25 14:02:28