高速切削是一个相对概念,到目前为止世界各国对高速切削的速度范围尚未作出明确的定义,通常把切削速度比常规速度高5~10倍以上的切削称为高速切削。
1.高速切削的四大特点
铣削加工是型腔模具加工的重要手段,而高速铣削具有工件温度低、切削力小、加工平稳、加工质量良好、加工效率高(为普通铣削加丁的5~10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等诸多优点,因而在模具的加工中日益受到重视。高速铣削具有以下四大特点:
(1)高效 高速铣削的主轴转速—般为15000~40000r/min,最高可达100000r/min。在切削钢时,其切削线速度约为400m/min,比传统的铣削加工高5~10倍;在加工型腔模时,与传统的加工方法相比(常规铣削、电火花成型加工、抛光)其效率提高4~5倍;与完全采用EDM加工相比,其加工速度提高4—8倍。例如,加工一个插座外壳的压铸模,若采用常规铣削、电火花成型加工、抛光等工艺,约需50~60h,而采用高速铣削加工约需14h,效率提高近4倍。
(2)高精度 高速铣削的一般加工精度为l0um,有的甚至更高,可分为三档:普通级为5um,精密级从3~5um至1~1.5urn,超精密级可达0.0lum。
(3)高表面质量 由于高速铣削的工件温升小(约3℃),故表面没有变质层及微裂纹,热变形也小。最好的表面粗糙度值为Ra≤lum。
(4)可加工高硬材料 与常规铣削相比,能对经淬火及回火后的模具钢坯(硬度50~54HRC)进行高速铣削,铣削的最高硬度可达60HRC。
2.高速切削工艺的优点
高速铣削不仅仅是切削速度的提高,还需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上,包括驱动、刀具材料、涂层、测试、安全等技术的重大进步,才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高,才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。
高速铣削工艺主要有以下几方面的优点:
(1)缩短生产时间 切削速度和进给速度的成倍提高,大大提高金属切除量。空运时间减少,整体铣削加工效率有显著的提高,加工时间明显缩短。
(2)降低制造成本 与常规切削加工相比,明显减少机加工工时及手工抛光时间,即更快的生产力必然引起制造成本的下降。
(3)高速铣削吸收能量 因高速铣削热大部分由切削带走,大大减少了工件在加工过程中的发热,使工件发热少。
(4)改善工件的加工质量 由于高速铣削减小切削力及减少振动,使工件的加工精度和切削表面的质量大大提高,减少人工后加工及辅助工时。