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高速加工技术应用实例 |
| 来源：信息中心 时间：2009-2-1 11:00:56 |
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高速加工是零件加工的全新途径，它集成多种技术，不仅仅是高速主轴和快速精密进给在机床上的简单结合。为了应用高速加工技术，加工厂必须把必不可少的新功能和必不可少的新技巧有机地结合起来。同时，也要改变工厂的运作方式和物质设施。
就缩短产品的交付周期和降低成本而言，HSM可以发挥作用并且很有价值。任何计划实施HSM的工厂都应仔细考虑，重视生产现场内外可以加快生产周期的一切技术。实施HSM没有唯一正确的途径，每种情况应当如何应用HSM也没有严格不变或立竿见影的准则。
我们可以看到，HSM终究不是理论或只有实验室才能验证的概念，而是切实可行的技术。本文分析潜心从事HSM的两家工厂的应用实例，希望能对读者有所启发。
以高速切削谋生存
如果HSM 只是达到某个目的的手段，采用HSM能够谋生存吗？Mike Haverkamp 和 Brian TerBeek的回答是“能”。他们正在这样作，这两个伙伴从机械师改行程序员，然后变成HSM企业家。他们的Cad Cam Services公司位于密执安州Grand Rapids郊外，主要致力于大型成形钢模、压铸模和其它大工件的合同加工。该公司不仅提供熔融沉积造模方式的快速原型制造、逆向工程和压铸模及注塑模的全套生产，还继续提供CNC 程序设计技术和3D设计服务。
Haverkamp 和 TerBeek 在1991年成立自己的公司，以承包NC程序设计开始营业，这种工作很红火，但是到了九十年代中，由于功能强大、基于PC机的CAM 系统的出现，他们的工作明显受到冷落。然而他们发现本地区的工厂在生产高峰期间仍然会有程序设计“细脖子”的问题，在加工方面也可能产生瓶颈。
Haverkamp 和 TerBeek 看准了这个机会，能够快速完成大型模具部件的粗加工和精加工的工厂一定会使人们趋之若骛，他们认为，HSM 会给模具加工业务提供有吸引力的速度和价格。
同时他们对HSM技术有所准备：有必要的编程技能，还有稳定的客户基础，包括许多有希望的客户，于是到了1995年，他们形成了一种全新的合作策略，使Cad Cam Services 公司致力于高速切削业务。
这台改型的Droop & Rein 机床也许不漂亮，但好使，它用于粗加工和半精加工是高速精成功关键之一。插先采用5英寸TiAIN镀膜镶刃端面铣刀，主轴速度450～500 rpm，进给率150～175 ipm，切削深度0.050英寸，加工时大量切屑唰唰飞落。粗加工以后大部分工件送到外面热处理。
工件一返回便开始半精加工，通常采用2英寸球头铣刀在转速2000 rpm和进给速度125～150 ipm下半精加工。对于遵循往复铣削模式的型面切削而言，轨迹间隔在0.125英寸以内。作之字形切削时，可以采用相似的转速和进给速度以及0.020至0.050英寸的切削深度，并采用直径2.5英寸的小半径刀头。此外，比较小的刀具还可以用来连接倒角。三台大机床均配有Fidia 控制器，使操作员的培训变得简单易行。
并非越快越好
提到高速精加工，Haverkamp信守“不一定越快越好”的准则，这个准则或许令人吃惊。他说：“我们很少用12000 rpm以上的主轴速度，”尽管Rambaudi机床的主轴速度可达25000 rpm，“有几个经济因素必须考虑，而且它们随加工任务而变化。”他解释，“例如，我们在较低的速度下可以获得最长的刀头寿命，并且可以采用随时可得、价格非常便宜的普通刀体和刀杆。”
一般说来，如果采用1英寸头可转位铣刀，高速精加工速度在9750～10000 rpm范围，常用的进给率是275 ipm ，切削深度和轨迹间隔各0.020英寸。该铣床较大进给速度400ipm，本来可以用比较高的主轴速度，但是保持最合适的切削力更为重要。
“保守型” HSM 不仅仅为了节约刀具，还因为主轴在高转速下磨损比较大。这台机床在正常保养条件下连续使用了三年多，依然没有更换过主轴和轴承。
“无人照看或全自动加工”对于主轴转速较低的切削也是比较好的赌注，尽管Cad Cam Services公司始终只有一个操作员值班，操作员不必眼巴巴地盯着机床的每一个动作。一般可由２个操作员合作管理三台机床。另外机床在较低的速度范围内毫不费力地保持目标精度：型面精度±0.001英寸，细部精度±0.0005英寸。不过机床的加、减速度是非常高的，且运动平稳。
”，它使基于球头铣刀中心所计算的刀具路径和相应轴的旋转完全对应。这个功能无须为了更改刀具长度而重新定位程序，也不必为每个轴的旋转而反复建立原始位置。</DD>
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