现代钢材粗加工用的铣削刀具

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几乎二十年以来，高速切削 (HSC) 一直都被认为是高速生产加工的同义词。今天，人们的注意力越来越多地集中到了HPC(高生产率切削或高性能切削)这一新名词上了。

图2 成形的和非成形的刀具切削刃的磨损演变 基于这一背景，提出的主要的问题就是，高切削率粗加工用刀具是否应该采用不同的刃部几何形状。高性能切削中产生的切削力和磨损现象我们进行了很多实验，以确定不同形状的切削刃对加工过程中切削力的影响。图1显示用带有轮廓的刀具铣削10秒钟以后，在固定条件下的切削力曲线和具有平滑切削刃的刀具进行切削时的相应的曲线。 如果两种刀具的算术平均切削力关联设定的话，则通过试验可以确定，有轮廓外形的刀具的切削力降低了23.5%。就最大限度地利用主轴输出功率这个问题来说，设计具有轮廓外形切削刃的HPC粗铣刀似乎是一个极好的选择。 除了高速金属切削和优化利用主轴输出功率的要求以外，在铣削加工的经济性中，刀具的使用寿命也是一个关键性的因素。 图2显示了这两种刀具有代表性的磨损现象。在使用了极短的时间以后，有轮廓外形的硬质合金切削刃上会产生局部切屑现象，特别是在轮廓突出部位切屑量更多。高的进给速度和HPC铣削中大的吃刀量，再加上轮廓外形突出部位上的切削刃的横向支撑力被降低，超过了当今最先进的微粒碳化物金属品质的刚性极限， 就会产生极大的机械负载。

图4 HPC刀具NX, HX,和SX的应用范围 在图3中，显示了这一刀具使用理论性能潜在的优势，这是一个极好的示例，同时还比较了HPC刀具加工硬度为54HRC的钢材和用HSC铣削加工技术加工同样材料硬度等级的材料时的性能。 尽管有较高的切削速度，以及在这种情况下，较高的HSC加工每齿进给速度，但是通过有效地增加吃刀量，则金属的切削速度就会增加10倍。钢铁整体加工中的HPC概念在切削角/切削槽螺旋升角三种不同组合中，采用这一技术方法，就可囊括所有的钢材加工范围(图4)，其具有的高性能加工能力(=金属切削速度)就可以转变为客户的直接受益(=降低了生产成本)。