高速銑加（jiā）工對刀具與刀座有哪些要求

01

HSM對（duì）刀具的要求

1.幾何形狀

刀具振動直接影（yǐng）響加（jiā）工獲得的（de）表麵質量。因此，在HSM精加工過程中保持（chí）均勻的切削力，以避免刀具振（zhèn）動是（shì）極其重要的。

刀具相鄰幾何特征對（duì）切削力的影響:

1)良好的同心度有利於切削刃上載荷的均勻分布；

2)較大的切削刃重疊有利於獲得均勻的切削力特性(較大的螺旋角（jiǎo）和槽數)；

3)切削長度短（duǎn）有利於更好（hǎo）的剛性(軸的直徑比（bǐ）機床的陡（dǒu）壁減小一點)；

4)芯部截麵（miàn）最佳（jiā），缺口處應力集中最小。

HSM可用（yòng）於加（jiā）工高強度（dù）材料，這意味著變形阻力隨著待加工材料的硬度而增加（jiā）。切削（xuē）刃（rèn）上的載荷增加，這需要切削刃幾何形狀（zhuàng）的穩定（dìng）設計。但是在高速切削（xuē）的狀態下，工件表麵的自由區域會產生更多的摩擦熱，這就意味著必須減小刀具（jù）的後角。因此，增加切削刃的穩定性隻能通過減（jiǎn）小（xiǎo）斜（xié）角來（lái）實現。在（zài）硬質材料和脆（cuì）性刀具材料的情況下，甚至可能導致負斜角。

在刃口尖端磨出精確的擬合半徑，避免刃口突然變熱時出現赤熱狀態或局部斷裂。

如果待加工（gōng）工件的形狀精度要（yào）求（qiú）很高，所用精加工刀具的球（qiú）麵半（bàn）徑對待加工工件的形狀精度有直接影響。因此，作為一個基本條件（jiàn），在非常精（jīng）密零件的（de）精加工過（guò）程中（zhōng），使用半徑公差非常嚴格(微米級)的刀具（jù）是非常重要的。

2.材料和塗層（céng）

刀具材料必須比要加（jiā）工（gōng）的材（cái）料更硬。工件與刀具材料的硬度差越大（dà），刀具磨損越小，刀具使用壽（shòu）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具材料抗氧化的要求，使得（dé）細晶碳化鎢刀體的塗層成為必（bì）要。

經（jīng）過試驗和測試的塗層係（xì）統，例如TiN、TiCN和TiAlCN，在HSM處理中很快達到其極（jí）限。因此，已經開發了一種（zhǒng）多組分塗層係統，其基於具有高（gāo）鋁含量的氮化物，結合了諸如釔、釩或鉭的其他（tā）元素。使（shǐ）用納米層結（jié）構，立（lì）方氮化硼和PKD，可以實現更高的性能。

02

HSM對刀架的要求

由於HSM加工需（xū）要很高的（de）主軸速度，最好使用HSK-A和HSK-E刀架（jià）係（xì）統。由於（yú）刀架法蘭安（ān）裝在主軸頭上，刀架在Z方向有明確的機械支撐，不會因為轉速較高（gāo）時離心力（lì）增大而被拖入主軸。

基本誤差可（kě）能發（fā）生在加工的準備階段（duàn），這使得（dé）不可能實現更少（shǎo）的振動和安全的過程（chéng）控（kòng）製。為了實（shí）現穩定的（de）HSM加工，必須根（gēn）據要求平衡刀具和刀架裝置（zhì），並檢查它們的同軸度（dù）。還必（bì）須考慮與不平衡質量相關的轉速極（jí）限。

不平衡或偏心的旋轉刀具係統會導致:

1)非常差的表麵質量；

2)非常（cháng）低的工具壽命；

3)加工穩定性和安全（quán）性差；

4)銑削主軸可能損壞。

在下麵的（de）示意圖中可以清（qīng）楚地看到由於加工過程中的突然變化而導致的不平衡和與理想同心度的偏差。

與完美（měi）同心度相比，沒有偏差（chà）:理論粗糙度更小。

與完美同心度相比，存（cún）在偏差:理論粗糙度較大。

質量平衡對整個旋轉係統的動態性能有著（zhe）重（chóng）要的影（yǐng）響。

不平衡相（xiàng）當於一個偏心的物體在旋轉。這個（gè）偏心的物體會引起（qǐ）離心力（lì），離心力的平方值隨著轉速的增加而增（zēng）加。這意（yì）味著同樣（yàng）的不平（píng）衡（héng）對轉速為（wéi）42000轉/分的主軸產生的（de）離心力是轉速為2000轉/分的主軸的441倍（bèi）(212 = 441)。因此，刀架裝置在高速（sù）加（jiā）工（gōng）中的（de）不平衡具有特別明顯的不（bú）良後（hòu）果。

通過應用HSM的刀具夾緊技術，您可以（yǐ）將刀架用於以下項目:

夾頭；

異徑接（jiē）頭。

不推薦使用魏爾東連接器等替代係統，因為它們在HSM處理方麵存在（zài）明顯缺陷。

由於帶卡（kǎ）盤（pán）的刀架良好的阻尼特性（xìng）可以給粗加工過程（chéng）帶來良好的效果（guǒ），所以它可以和變徑接頭一（yī）起達到極高的剛性和重複精度（dù）。這對於獲得完（wán）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的同心度(偏差小於0.003毫米)和大的（de）傳動扭矩。

各種變徑刀架的設計結構:傳遞扭（niǔ）矩取決於夾緊（jǐn）設備的設計結構；有了不同的設計，可能就大（dà）不一樣了。