刀具是模具精度的精髓

刀具是模具精度的精髓

        如果說到加工中心的選擇，在幾年前，若是選擇了具有高速ATC(自動刀具交換裝置)和高速APC（自動工作臺交換裝置）功能的設(shè)備，是個非常明智的決定，因?yàn)楫?dāng)時追求的是無人化、自動化的功能。但是，對於一臺機(jī)器，如果只需要觸動一下操作鍵就可以工作，那無論是誰都可以操作。歸根到底，只是工具的差別而已。

        高速加工并不一定是主軸轉(zhuǎn)速在幾萬轉(zhuǎn)以上，而是回轉(zhuǎn)速度可以使刀具刃部負(fù)荷降低。根據(jù)工件的種類及刀具的選擇方法，就算用轉(zhuǎn)速為幾千轉(zhuǎn)的加工中心也是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

        因此，即使使用小直徑刀具，也可以進(jìn)行高效率化的高速加工。一提到小直徑刀具，我們的第一印象是慢，可是小直徑刀具在必要形狀的加工中，比大直徑刀具的加工要快得多。而且加工海綿狀等軟材料時，小直徑刀具比大直徑刀具更容易實(shí)現(xiàn)沒有飛邊和毛刺加工。

對小刀具的誤解

        高速加工與刀具的直徑?jīng)]有直接關(guān)系，我們有必要澄清普遍存在認(rèn)為小直徑工具難以進(jìn)行高速加工的誤解。

用高速加工可以處理至今為止不能加工的任何材料

        因?yàn)闆]有達(dá)到適當(dāng)線速度的高速主軸而不能加工的工件，用高速主軸接近其適當(dāng)?shù)木�速度就能夠加工，例如0.05mm至0.2mm微小直徑刀具加工就是一個例子。但是，適正線速度降至每分鐘幾十米的時候就不適合了。

不論什麼直徑的刀具都可以進(jìn)行高速加工

        這個仍然是線速度的問題，適正線速度由工件和刀具決定，如果選擇了無視適正線速度的刀具直徑和轉(zhuǎn)速，就無法進(jìn)行實(shí)用性加工。

用高速回轉(zhuǎn)加工時，加工負(fù)荷下降

        研究切削加工的人們說，這種現(xiàn)象是可能發(fā)生的�？墒�，伴隨?負(fù)荷下降而來的是急劇增加的摩擦力，不能說這是能夠進(jìn)行實(shí)用加工的領(lǐng)域。因?yàn)闆]有達(dá)到適正的回轉(zhuǎn)速度而使加工負(fù)荷增大的情況有很多。選擇削切負(fù)荷下降的路徑，用適正的轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工時，可以提高進(jìn)給速度，延長刀具壽命。

用高速回轉(zhuǎn)加工時，工件和刀具不發(fā)熱

        選擇削切負(fù)荷極小的條件才能達(dá)到這個效果。相反，用切削負(fù)荷高條件進(jìn)行重切削加工，工件和刀具依然會發(fā)熱。

用高速回轉(zhuǎn)加工時，加工表面的光潔度提高，不需磨削

        這要根據(jù)刀具的刃部形狀、切削深度，以及進(jìn)給量而定。如果要使磨削的工時降至最少或不需磨削，那麼精加工後的表面必須是均勻的。雖然用球頭銑刀磨擦是最好的，但是這不是切削，而是在拋光，這會令刀具的壽命很快喪失。

        高速回轉(zhuǎn)加工必須加工低負(fù)荷工件，所以最好是進(jìn)行很薄的加工，可是這時在刀具的中心附近，進(jìn)行的是線速度非常慢的加工，負(fù)荷反而會增加。

等高線加工在程序編制時需要花費(fèi)時間，在加工效率方面，還是往復(fù)式的掃描線加工方法好。

兩者相比，刀具軌跡的生成的確需要時間。但是，對於刀具的負(fù)荷是一定的，對刀具壽命、加工面的粗糙等要好很多。

刀具壽命的縮短和對策

        在使用球頭立銑刀加工時，即使選擇合適的線速度及切削深度進(jìn)行加工，但還有很多因素導(dǎo)致刀具壽命下降。

切削開始時負(fù)荷增加

        在Z軸方向刀具垂直下降，開始切削時，線速度慢的刀具中心首先開始接觸工件，加工開始時，必然成為槽加工。槽加工時進(jìn)給方向的右側(cè)和左側(cè)都有工件，成為一邊是下降加工，一邊是上升加工。特別是上升加工，刀具的壽命、加工面的光潔度都會下降。因此和通常的側(cè)面加工相比，必須降低進(jìn)給速度。

使用刀具像畫螺旋線那樣下降的螺旋加工接觸工件的方法，雖然消除了線速度慢、刀具中心首先接觸工件的問題，但不能說是最好的方法，也就是說，在螺旋終了後進(jìn)入直線加工時，還是槽加工。在這里如果進(jìn)給速度不下降，也是導(dǎo)致刀具壽命縮短的原因。

槽加工負(fù)荷大及加工面粗糙

        在由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進(jìn)行加工時（設(shè)置的加工），在螺旋終了後的(Z軸到達(dá)加工位置後)加工，必然變成糟加工。這時如果不降低進(jìn)給速度，刀具的壽命會縮短。

角部負(fù)荷增加

        從內(nèi)側(cè)向外側(cè)加工時，銳角的角部加工較多。此時與側(cè)面加工相比，每轉(zhuǎn)切削體積會增加。為了使單位時間的切削體積一致，有必要在角部進(jìn)行自動加速或減速。工件的硬度越高，在角部的加減速幅度應(yīng)越大。

過長的刀具伸出量

        刀具伸出的長度過長時，剛性會下降，刀具的壽命會縮短。當(dāng)遇到高硬度材料或難切削材料時，這種現(xiàn)象會更加明顯。

刀具

        用立銑刀進(jìn)行的銑削加工，也就是用復(fù)數(shù)的切削刃進(jìn)行斷序的切削，有的刃從非切削狀態(tài)，隨著主軸的旋轉(zhuǎn)，接觸到工件開始切削。工件的硬度越高，刀尖接觸工件的瞬間沖擊越大，刀尖損壞的可能性越高。為此使刀尖變厚，刀刃的切削面制成負(fù)面，減小槽部使刃的根部變粗，此種刀具稱為高硬度用刀具。

不過，非高硬度用銑刀的刀具磨耗，對於在實(shí)際加工直徑附近表現(xiàn)出的臨界摩擦現(xiàn)象，高硬度用銑刀的磨耗，前端的中心部在實(shí)際加工直徑的大小範(fàn)圍內(nèi)顯得很平，不能加工的時間大幅度縮短。所以，必須將此因素考慮在內(nèi)。

綜合來說，采用適當(dāng)?shù)木�速度，減小切削深度，并用盡可能快的進(jìn)給速度進(jìn)行加工的基本原則不僅限於小直徑刀具。