采用均衡的方法選擇高速銑削刀具

    要想通過(guò)選擇最合適的刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)高速銑削加工的效益最大化，必須采用均衡的方法，這不僅僅關(guān)系到刀具，實(shí)際上也不僅僅關(guān)系到機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速或機(jī)床本身，而是需要考慮到相應(yīng)的各個(gè)方面，包括工件材料、部件結(jié)構(gòu)、所要求的刀具型號(hào)及尺寸、機(jī)床剛性、扭矩有效性、刀柄平衡性及安全性等。

    高速銑削本身只是一種手段，而非最終目的。肯納金屬有限公司（總部位于美國(guó)賓夕法尼亞州的拉特羅布）產(chǎn)品經(jīng)理Tim Marshall和標(biāo)準(zhǔn)銑削產(chǎn)品工程師T. J. Long都十分看好實(shí)現(xiàn)金屬切除率最大化的前景。Marshall解釋說(shuō)：“該機(jī)床可達(dá)到每分鐘30000轉(zhuǎn)以及更高的主軸轉(zhuǎn)速。但若要很好地利用當(dāng)今的高速銑削刀具，則需要考慮到車(chē)床的馬力/扭矩曲線”，“若能將機(jī)床的最大轉(zhuǎn)速范圍與時(shí)下的高速銑削刀具技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)金屬切除率的最大化。關(guān)注高速銑削的人都應(yīng)該意識(shí)到，實(shí)現(xiàn)金屬切除率最大化就意味著盈利。”

    上述論斷不僅適用于大批量、高生產(chǎn)率加工，也同樣適用于小批量或一次性生產(chǎn)。對(duì)于大批量生產(chǎn)，爭(zhēng)分奪秒就意味著大幅度縮減加工成本。對(duì)于小批量或一次性生產(chǎn)，例如沖壓/注塑模具的生產(chǎn)，通過(guò)真正的90°切削，提高了工件表面光潔度，可一次完成加工，免去了隨后的研磨或拋光工序，從而縮短了加工周期，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)交貨。

    在使用高速銑削刀具時(shí)，用戶首先應(yīng)該了解該刀具在切削被加工材料時(shí)的合理表面速度范圍。Marshall說(shuō)，“讓一把直徑5英寸的刀具轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到20000r/min和讓一把直徑1英寸的刀具轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到20000r/min，兩者之間是大相徑庭的。”Long補(bǔ)充說(shuō)，為了確保刀具的使用壽命，必須參考刀具供應(yīng)商建議的切削速度（sfm=刀具直徑×每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)×262）。

    高速銑削的性能與結(jié)果在很大程度上還取決于其平衡性。Long解釋道：“當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到8000r/min以上時(shí)，應(yīng)時(shí)刻注意保持平衡，這是一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的道理”。原因在于平衡性好的刀柄與其它刀柄相比，可達(dá)到更好的表面光潔度，提高耐磨損性能，從而可大大延長(zhǎng)刀具使用壽命。有些刀具在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)平衡性就不高（如切槽銑刀等），而其它一些刀具（如帶整體刀柄的立銑刀等）則有較好的結(jié)構(gòu)平衡性�？霞{金屬公司最新開(kāi)發(fā)的高速、高進(jìn)給鋁合金銑刀Mill1 Max則預(yù)先進(jìn)行了平衡性設(shè)計(jì)，在轉(zhuǎn)速10000r/min以下平衡精度等級(jí)可達(dá)G2.5，如有特殊需要，還可做到更高的平衡精度等級(jí)。 

    ong建議說(shuō)：“在高平衡精度等級(jí)加工中，每次更換刀片都需要對(duì)刀具進(jìn)行重新平衡”，“如果各加工廠不能自行配備所需的刀具平衡設(shè)備，供應(yīng)商（肯納金屬）可以為其提供。為了保證主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的最大安全性，用戶每次對(duì)刀片轉(zhuǎn)位時(shí)，也需要同時(shí)更換相應(yīng)的刀片緊固螺釘，以確保牢固鎖緊刀片，并使緊固扭矩值符合規(guī)定要求。”

    安全性是首先需要考慮的因素，在高速加工操作中尤其如此。Long說(shuō)：“在轉(zhuǎn)速接近8000r/min時(shí)，刀具破碎崩落的物件就相當(dāng)于一個(gè)飛行的彈片，因此高速機(jī)床上的所有門(mén)窗或外罩均需用防彈材料制造。”

    通過(guò)選擇合適的刀具使高速銑床達(dá)到金屬切除率最大化，可以使公司的銑削生產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)最大化，從而降低生產(chǎn)成本。切削速度（平方英尺/分鐘）和進(jìn)給率的差別直接決定了是否能夠?qū)崿F(xiàn)最大金屬切除率（MMR）。按Long的說(shuō)法，與其它眾多生產(chǎn)方案相似，Mill1 Max銑刀也有一個(gè)指導(dǎo)公式，即：最大金屬切除率＝刀片數(shù)量×切削軸向深度×切削徑向?qū)挾?times;切屑負(fù)荷×每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。

    Tim Marshall說(shuō)：“用戶可以通過(guò)控制機(jī)床的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)最大金屬切除率，從而獲得最大的效益；通過(guò)充分利用機(jī)床的最大馬力/扭矩，可以使你的機(jī)床實(shí)現(xiàn)更高的進(jìn)給率和效益最大化（正如使用Mill1 Max銑刀所能實(shí)現(xiàn)的那樣）。”