無高速主軸條件下的高速加工

    削減軸向切屑的厚度好像是一種“迷惑人”的加工方法，但實(shí)際上這是一種提高進(jìn)給率的有效方法。在切屑變薄條件的影響下，每齒加工的切屑厚度不再與其進(jìn)給的距離相等。相反，切屑變小，也就是說進(jìn)給的速度可以提高。

    削減軸向切屑的厚度好像是一種“蒙人”的加工方法，但實(shí)際上這是一種提高進(jìn)給率的有效方法。不過，看起來至少有點(diǎn)兒“蒙人”。在切屑變薄條件的影響下，每齒加工的切屑厚度不再與其進(jìn)給的距離相等。相反，切屑變小—也就是說進(jìn)給的速度可以提高。
    球頭立銑刀是用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最通用刀具。這一刀具只是在其全半徑的情況下才能切削全切屑厚度。如果切削的深度低于那個(gè)半徑，也就是說，當(dāng)切削深度達(dá)不到球頭的半徑時(shí)，變薄的切屑就開始發(fā)生作用。機(jī)床可以利用這一效應(yīng)獲得較高的進(jìn)給速度，而不需要在刀具的負(fù)載上付出更大的代價(jià)。
    Mike Gadzinski先生是Iscar公司負(fù)責(zé)培訓(xùn)的經(jīng)理，他解釋說，發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象已經(jīng)有很長一段時(shí)間了。但對球頭銑刀對這一效應(yīng)是否能起到關(guān)鍵作用所知不多。凡是較大的刀具也都可以達(dá)到這樣的效果。Iscar公司“Feedmill”刀具的鑲刀片具有一個(gè)彎曲的外形，這種設(shè)計(jì)形式是專門為了利用其能夠使切屑變薄的特性，而這類鑲刀片可應(yīng)用于直徑達(dá)1.5 in（1in=25.4mm）的立銑刀上。
    實(shí)體球頭立銑刀需要采用高速主軸才能高效地切削材料。之所以能夠達(dá)到這一目標(biāo)，不僅僅是因?yàn)檫@一刀具具有較小的直徑，而且是因?yàn)槠淝蝾^上的切削負(fù)載較輕，因此其實(shí)際切削的直徑仍然比較小。為什么軸向切屑變薄往往與高速加工有直接關(guān)系呢？其主要原因就在于主軸的速度。使用大直徑鑲刀片刀具的優(yōu)點(diǎn)在于其能夠克服對速度的需求。即使在轉(zhuǎn)速只有 8000r/min或10000r/min的機(jī)床上，一個(gè)加工車間也可以達(dá)到某些高速加工的優(yōu)越性能。
    鑲刀片切削輪廓的曲面半徑為0.15 in。Gadzinski先生說，采用這一鑲刀片后不需要購置新的刀體，只要改裝一下公司現(xiàn)有的“Helimill”立銑刀的刀體就可以了。因此，用戶可以應(yīng)用能夠使切屑變薄的鑲刀片進(jìn)行高速進(jìn)給的粗加工操作，然后再用更為通用的鑲刀片來銑削加工圓形鑲刀片無法達(dá)到的內(nèi)部圓角。
    Iscar公司最近做了一些試驗(yàn)，以評價(jià)如何更好地將軸向切屑減薄工藝應(yīng)用于銑削加工，因?yàn)樵谶@一加工過程中，甚至可使用更大的刀具，主軸的轉(zhuǎn)速也確實(shí)可以大大降低。在采用通用鑲刀片的情況下，一把4in直徑和8個(gè)齒的刀具可用于加工SAE 4340材料，此時(shí)的切削深度為0.06 in，每齒的進(jìn)給率為0.006 in，其金屬切削量可達(dá)3.35in3/min。然而，當(dāng)這種鑲刀片被更換成切屑減薄的鑲刀片時(shí)，其生產(chǎn)率可以提高6倍以上。在同樣切削深度的情況下，其進(jìn)給率可提高到每一刀具0.04 in，其金屬切削量可達(dá)22.4in3/min。