刀具遠超傳統的Z大性能銑削

     機床刀具Z大性能銑削甚至可用于輕載機床上加工諸如鈦和耐熱合金類難加工材料。只要掌握好加工的基本原則并用CAM系統生成必要的刀具路徑,任何人都可以采用此方法進行銑削加工。

如今的CAD/CAM軟件系統可通過在高速擺線刀具路徑中精確控制吃刀弧長（注：擺線刀具路徑是在沿一根直線滾動的圓上一個固定點所形成的曲線路徑），而獲得極高的切削精度。即使當銑刀切入轉角或其它復雜幾何形狀時，其吃刀量也不會增大。為了充分利用這種技術進步，刀具制造商設計開發了先進的小直徑銑刀。與直徑較大的銑刀相比，小直徑銑刀價格更低，而且通過采用高速刀具路徑，往往能在單位時間內切除更多工件材料。這是因為大直徑銑刀與工件的接觸表面更大，因此需要降低進給速度，采用更為傳統的小進給率。因此，小直徑銑刀反而能獲得更高的金屬去除率。

      不過，刀具設計者仍然需要確保這些小直徑銑刀不僅適用于擺線切削，還要與被切削的工件材料相匹配。如今，許多高效刀具的幾何刃形都是針對特定的被加工材料和所采用的切削技術而專門設計的。例如，采用優化的刀具路徑，可用一把6刃銑刀在硬度達HRC54的H13鋼上銑出全槽。用一把直徑為12.7mm的銑刀即可切制出寬度為25.4mm的槽。如果用直徑12.7mm的銑刀加工寬度為12.7mm的槽，刀具就會與工件產生過多表面接觸，并導致刀具很快失效。一項有用的經驗法則是：使用直徑約為工件Z窄部位尺寸1/2的銑刀。在本例中，工件Z窄部位是寬度為25.4mm的槽，因此，所使用銑刀的Z大直徑不應超過12.7mm。當銑刀半徑小于工件Z窄部位尺寸時，刀具就有左右移動的空間，并能獲得Z小的吃刀角度。這意味著銑刀可以采用更多的切削刃和更高的進給率。

      在過去十年內,端銑出現了多種進展,包括新的刀具結構設計、韌性好且耐磨的硬質合金材質、可減少機床和刀具振動并縮短加工時間50%以上并延長刀具壽命的刀具路徑。這種去除金屬的新方法甚至可用于輕載機床上加工諸如鈦和耐熱合金類難加工材料。只要掌握好加工的基本原則并用CAM系統生成必要的刀具路徑,任何人都可以采用此方法進行銑削加工。

      在采用Z大性能銑削(maxi-mum-performance milling,MPM)方法之前,制造車間采用傳統的銑削方法,即采用中低的進給和切削速度用于重切加工。通常,切削寬度達到刀具直徑的80%以上,切削深度達到刀具直徑的100%以上。

      盡管采用傳統方法的每次走刀可切除大量材料,但經常會導致刀具刃口微崩刃,并產生不可預期的結果和縮短刀具壽命。另外,此方法會產生大量切削熱,需要采用特殊的刀具涂層來應對。對立銑刀來說,需要合理設計刀具的徑向前角和芯部直徑來實現重切。如果采用特殊波紋刃口設計的粗加工立銑刀或玉米銑刀,則可用來斷屑并減輕重切時的刀具變形。。