高速切削的定義

讓我們看一下這些定義中的幾個： 

高切削速度切削

高主軸速度切削

高進給切削

高速和高進給切削

高生產率切削

我們對高速切削的定義描述如下：

HSM不是簡單意義上的高切削速度。它應當被認為是用特定方法和生產設備進行加工的工藝。

高速切削無需高轉速主軸切削。許多高速切削應用是以中等轉速主軸并采用大尺寸刀具進行的。

如果在高切削速度和高進給條件下對淬硬鋼進行精加工，切削參數可為常規的4到6倍。

在小尺寸零件的粗加工到半精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中，HSM意味著高生產率切削。

零件形狀變得越來越復雜，高速切削也就顯得越來越重要。

現在，高速切削主要應用于錐度40的機床上

高速切削的目標

達到這些目標的主要因素為：

一次(更少次數)裝夾的模具加工。

通過切削改善模具的幾何精度，同時可減少手工勞動和縮短試模時間。

使用CAM系統和面向車間的編程來幫助制定工藝計劃，通過工藝計劃提高機床和車間的利用率。

刀具和工件

可保持低溫度，這在許多情況下延長了刀具的壽命。另一方面，在高速切削應用中，切削量是淺的，切削刃的吃刀時間特別短。這就是說，進給比熱傳播的時間快。 

低切削力得到小而一致的刀具彎曲。這與每種刀具和工序所需的恒定的加工余量相結合，是高效和安全加工的先決條件之一。

由于高速切削中典型的切削深度是淺的，刀具和主軸上的徑向力低。這減少了主軸軸承、導軌和滾珠絲杠的磨損。高速切削和軸向銑削也是良好的組合，它對主軸軸承的沖擊小，使用這種方法可以使用懸伸較長的刀具而振動的風險不大。

小尺寸零件的高生產率切削，如粗加工、半精加工和精加工，在總的材料去除率相對低時有很好的經濟性。

高速切削可在一般精加工中獲得高生產率，可獲得杰出的表面質量。表面質量常低于Ra 0.2µm。

采用高速切削

使對薄壁零件的切削成為可能。使用高速切削，吃刀時間短，沖擊和彎曲減小了。

模具的幾何精度提高了，組裝就容易和更快了。無論是什么人，技能如何，都能獲得CAM/CNC生產的表面紋理和幾何精度。如果花在切削上的時間稍多一些，費時的人工拋光工作可顯著減少。常常可減少達60-100%。一些加工，如淬火、電解加工和電火花加工(EDM)，可以大大減少。這就可降低投資成本和簡化后勤供應。用切削代替電火花加工(EDM)，模具使用壽命和質量也得到提高。

采用高速切削，可通過CAD/CAM很快改變設計，特別是在不需要生產新電極的情況下。

由于起始過程有高的加速度和減速度以及停止，導軌、滾珠絲杠和主軸軸承產生相對快的磨損。這常常導致較高的維護成本。

需要專門的工藝知識、編程設備和快速傳送數據的接口。

可能很難找到和挑選高級技術員工。

有相當長的調試和出故障時間。

加工中無需緊急停止，導致人為錯誤和軟件或硬件故障會產生許多嚴重后果。

必須有良好的加工計劃——“向饑餓的機床提供食物”。

必須有安全保護措施：使用帶安全外罩及防碎片蓋的機床。避免刀具的大懸伸。不要使用“重”刀具和接桿。定期檢查刀具、接桿和螺栓是否有疲勞裂紋。 僅使用注明最高主軸速度的刀具。不要使用整體高速鋼(HSS)刀具！

高速切削對機床的要求

對ISO/BT 40號機床的典型要求如下：

主軸速度范圍<40 000 轉/分 

主軸功率>22 kW

可編程進給率 40-60 m/分

快速橫向進給<90 m/分

軸向減速度/加速度>1g

塊處理速度 1-20 毫秒

數據傳遞速度 250 Kbit/s (1 毫秒)

增量(線性) 5-20 微米

或 NURBS 插補

主軸具有高熱穩定性和剛性，主軸軸承具有高的預張力和冷卻能力。

通過主軸的送風/冷卻液

具有高的吸收振動能力的剛性機床框架

各種誤差補償——溫度、象限、滾珠絲杠是最重要的。

CNC中的高級預見功能。

整體硬質合金：

高精度磨削，徑向跳動低于3微米。 

盡可能小的凸出和懸伸，最大的剛性，盡可能小的刀具彎曲變形和大的芯核直徑。

為了使振動的風險、切削力和彎曲盡可能小，切削刃和接觸長度應盡可能短。

超尺寸、錐度刀柄，這在小直徑時特別重要。

細晶粒基體和為了得到高耐磨性的TiAlN 涂層。

用于風冷或冷卻液的內冷卻孔。

適合淬硬鋼高速切削要求的堅固微槽形。

對稱刀具，最好是設計保證平衡。

使用可轉位刀片的刀具：

設計保證的平衡。

在刀片座和刀片上的保證跳動量小的高精度，主刀片的最大徑向跳動為10微米。 

適合淬硬鋼高速切削要求的牌號和槽形。

刀具體上有適當的間隙，以避免刀具彎曲(切削力)消失時產生摩擦。

送風或冷卻液的冷卻孔(立銑刀)。

刀具體上標明允許的最大轉速。