Andreas Kieninger

    針對高速切削加工HSC要配置合適的刀具系統(tǒng)，如選用PKD或CBN切削材料就能實現(xiàn)對工件的全部加工。高速切削加工改變了整個切削工藝的思路。但是只有在包括刀具在內的整個系統(tǒng)相適配的情況下，才能極大地提高效率。 

    要實現(xiàn)有效的高速加工，必須配備相適應的具有一定幾何形狀刀刃的切削刀具。新的切削材料的開發(fā)繼而產生了各種新的刀具。它們必須達到高轉速、大進給量、良好的工件加工質量以及更長的壽命。 

    HSC刀具及刀具系統(tǒng)按其結構及刀片固定方式可分為三大類：整體結構，帶有固定刀片座及可調刀片座。補充的分類方法可按照HSC刀具的應用領域進行。如平面銑削工序和在模具、模型及造型制造業(yè)中應用等。 

    切削材料的選擇 

    HSC刀具需選用能適應高速切削的材料。為了獲得較高的工件加工質量及最佳壽命時間，除硬質合金、金屬陶瓷（Cermets）、涂層切削材料和切削陶瓷外，還采用了單晶體和多晶體的切削材料。這些切削材料除技術要求外，還應滿足占有重要位置的經濟和環(huán)保性能的要求。在HSC加工中，選用PKD（多晶體金剛石）和CBN（立方氮化硼）可顯著提高加工效率。 

    在汽車和航空工業(yè)的批量生產中，越來越多地應用非金屬零部件。此時選用多晶體金剛石切削材料，在大進給量、大切削量的條件下可獲得很高的表面質量。在選用了合適的刀具系統(tǒng)及切削材料時，用一次切削就可完成粗加工和精加工工序。 

    在模具制造業(yè)中，基本上均為單件生產。鑄件和鋼材可達64HRC的硬度，可選用CBN切削材料。在模型和造型制造業(yè)中，用硬質合金切削材料進行加工時，應使其轉速大于16000r/min，進給量Vf大于5m/min時，才能獲得最佳切削效果。 

    HSC刀具的安全可靠性 

    除選擇合適的刀具材料外，在刀具設計過程中，首先應考慮在離心力作用下刀具構件固定的可靠性，并注意符合“平衡”的結構。需要對刀具進行最高轉速的試驗。此外，在制造刀具時，其良好的工藝性也是很重要的（見圖2）。有價值的和可靠的制造方法，對從刀具的預處理直至刀刃的制作都具有決定性的意義。特別是對帶有PKD或CBN刀片的刀具更是如此。 

    為了使在應用HSC刀具時達到最高加工質量和最佳經濟性能，不僅應考慮刀具本身，同時也應考慮刀具和夾緊系統(tǒng)的接口部分，即主軸和刀具連接面及工件安裝的穩(wěn)定性。對接口部分和接長桿而言，特別重要的是徑向擺動精度、懸臂長度、振動性能和可換性。為了達到圓柱刀柄在精加工時對徑向擺動精度的要求，首先選用液壓夾頭、收縮夾頭和力壓縮夾頭的連接方式，這些夾頭和HSC接口相配時，其徑向擺動精度可以達到0.003mm。 

    全面加工的刀具系統(tǒng) 

    Kieninger公司生產的刀具品種，可應用于傳統(tǒng)機床和HSC機床上�？缮�產出各種從粗銑、半精銑直至超精銑的可換刀片銑刀上，還有HSS—E、VHM和Cermet切削材料的刀具，以及帶PKD和CBN刀片的刀具，以及各種不同刀柄的接長桿。可以全面加工所需輪廓面及模具的自由型面。在模具制造業(yè)中最常用的刀具是球形仿型銑刀、環(huán)形銑刀和端面銑刀。加工時間及工件表面質量由刀具確定。在加工中，球形銑刀與工件表面保持合適的角度（15°～25°），可以達到滿意的加工效果。因為這樣可以避開臨界區(qū)及切削中心（此時切削速度降為零）。在應用PKD和CBN切削材料過程中，保持恒定的切削速度是有益的。 

    在模型加工領域中，可以應用與模具制造業(yè)中相同的刀具系統(tǒng)。其條件是在硬質合金刀片上要有正前角，銳角刀片在粗加工時應特別加長。針對該加工而開發(fā)的專用可換刀片的刀具，可應用于高速切削機床上。