HSM基础知识介绍(高速铣削)

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HSM的齿层比磁导法模型和计算

HSM的齿层比磁导法模型和计算HSM（High Speed Machining）是一种针对高速切削加工的特殊加工方式，它使用高速转动的刀具和高速进给的切削方式来实现高效率、高精度、高表面质量的加工。

在HSM过程中，齿层比磁导法模型和计算对于了解切削力的变化、评估刀具性能和加工质量等方面起着重要作用。

齿层比磁导法是一种用于计算和模拟HSM过程中切削力的方法。

它基于切削过程中刀具与工件之间的接触，通过模拟工具刀片与工件的相对位移来计算切削力。

这种方法以齿层（chip layer）为基本单位，将工件切割成多个薄层，并根据实际切削情况来计算每个齿层的切削力。

齿层比磁导法模型考虑了切削速度、进给速度、刀具几何特征以及材料参数等多种因素，通过建立适当的数学模型，可以计算出切削力的变化情况。

齿层比磁导法模型的计算过程包括以下几个步骤：1.刀具几何特征的描述：包括刀具齿数、刀具半径、刀具直径等信息的输入。

2.切削速度和进给速度的设定：根据具体的加工要求和材料性质，确定切削速度和进给速度的数值。

3.工件材料参数的输入：包括材料的切削力系数、杨氏模量、泊松比等参数。

4.齿层分割：将工件切割成多个薄层（齿层），每个齿层的厚度由切削过程和工件性质决定。

5.薄层切削力计算：根据齿层的厚度、切削速度、进给速度、刀具几何特征和工件材料参数，计算出每个齿层的切削力。

6.切削力的累加：将各个齿层的切削力进行累加，得到整个切削过程中的切削力曲线。

齿层比磁导法的计算模型使用了很多理论基础和实验数据，可以较为准确地预测切削力的变化情况。

通过分析和评估切削力的变化，可以确定更合适的切削参数、选择适当的刀具和加工方式，优化加工过程，提高加工效率和加工质量。

总之，齿层比磁导法模型和计算是HSM过程中重要的工具和方法，它可以帮助工程师了解切削力的变化规律，评估刀具性能和加工质量，并为优化切削参数和加工过程提供依据。

通过合理应用齿层比磁导法，可以更好地实现高速切削加工的目标。

高速铣削加工工艺

4
高速铣削工艺相对常规加工具有以下优点：
1 2 3 4
提高生产率
改善工件的加工精度和表面质量实现整体结构零件加工
有利于加工薄壁零件和高强度、高硬度脆性材料
1
高速铣削工艺条件对机床软硬件的要求
电主轴如直线电机驱动装置
具有前馈控制、位置度高分辨率、自适应控制、NURBS插补功能，配以速加工的 CNC/CAM软件，具有螺旋三轴联动、斜率分析等功能。
高速铣削加工工艺
高速铣削的基本概念
高速铣削工艺条件高速铣削工艺要点
高速加工采用全新的加工工艺 , 从刀具、切削参数、走刀路径的选择及程序的编制，都不同于传统的加工。
1
零件精细结构部位的加工难加工材料的加工
微小结构的铣削加工
4
2
薄壁类零件的加工模具零件的加工
3
5
高速铣削的基本概念
所罗门曲线
1 2
保持切削载荷平稳
最小的进给率损失
3ห้องสมุดไป่ตู้
最大的程序处理速度
刀具路径必须符合高速铣削要求
1 2 3 4 5
进退刀采用斜坡和螺旋方式
大量采用分层加工
金属切除率尽量保持恒定避免急剧变化的刀具运动
满足等量切削和等载荷切削条件
高速铣削加工用量的确定主要考虑加工效率、加工表面质量、刀具磨损以及加工成本。不同刀具加工不同工件材料时，加工用量会有很大差异，目前尚无完整的加工数据。
高速铣削必须充分关注有效切削速度和浅深度铣削。
高速铣削在切削区产生很高的温度，冷却液在接近切削刃处汽化，对切削区域几乎没有冷却作用，反而会加大铣刀刃在切入切出过程的温度变化。大部分情况下高速铣削不建议使用冷却液，常采用压缩空气冷却、油雾冷却或水雾冷却，冷却方式以通过主轴的刀具内冷效果最好。

高速加工及其刀具选用

高速加工及其刀具选用高速加工(HSM)通常指的是在合理的速度和较高的表面进给速度下进行的立铣加工。

例如，在铝制飞机框架部分掏糟的特形铣削加工中，材料去除率很高，这种加工就是高速加工。

在过去60年的时间里，高速加工已经在很宽范围的金属和非金属工件材料上得到应用，包括对要求采用特定表面拓扑结构的零部件进行的生产以及硬度为50HRC或50HRC以上材料进行的加工。

1. 高速加工是制造业发展的需要1.为了存续市场上日益激烈的竞争一直都在不断设定新的标准。

对时间和成本效益的要求变得越来越高。

这已经迫使人们必须开发新的过程和生产技术。

高速加工为此提供了希望和解决途径。

2.材料新材料和难加工材料的发展更加突出了开辟新的加工方法的必要性。

航空工业采用自己的专用耐热和不锈钢合金。

汽车工业具有不同的双金属复合材料、密实石墨铁以及用量越来越大的铝材。

模具行业主要要面临的问题是加工高度淬火的工具钢，从粗加工直到精加工。

3.质量对零部件或产品质量提出较高要求是激烈竞争的结果。

如果将高速加工技术适当应用，则可以在这方面提供解决方案。

可以替代手动精加工就是一个实例。

特别是对于具有复杂三维几何形状的模具或零部件，这一点尤其如此。

4.工艺通过高速加工，可以在很大程度上满足这样的需求，即通过减少装夹次数和简化流程(后勤)而缩短加工时间。

在模具行业中一个典型的目标是通过一次装夹而对完全硬化的小尺寸模具完全加工好。

通过高速加工还可以减少甚至免除成本高昂而费时的EDM(电火花加工)过程。

5.结构和开发在当今的竞争中，其中一个主要特点就是利用新颖方面的价值而出售产品。

汽车的平均产品使用寿命周期为4年，计算机及其附件为1.5年，手机为3个月……。

这些结构方面的快速发展以及产品方面的迅速发展其前提之一就是高速加工技术。

6.复杂的产品在零部件方面，多功能表面越来越多、诸如一个新的蜗轮叶片结构就既具有新颖的，也具有优化的功能和特征。

早期的设计中，可以用手或机器人(机械手)进行抛光处理。

SolidCAM 高速铣削(HSM)策略

世界独一无二的高速铣削HSM模块－完全集成于SolidWorks中Solid CAM高速铣削（HSM）是一个非常强大的高速加工模块，经过市场验证其对于模具、工具、冲压模具和复杂3D零件高速加工非常有效，HSM 提供了独一无二的进给和快速走刀的高速轨迹。

SolidCAM高速铣削模块能够光顺切削和退刀路径，维持光顺连续的刀具运动轨迹以满足高速加工中维持高速进给和避免停顿的需求。

在SolidCAM HSM模块中以最小的Z高度退刀，连刀也可以产生倾斜角度、圆弧光顺和尽可能的低退刀——这样有效减少了空切和加工时间。

高速铣削能够产生高效、光滑、防止干涉的刀路轨迹，提高了曲面加工质量、减少刀具载荷、延长刀具和机床寿命。

如今对缩短产品生产周期、降低成本和提高质量的要求下，高速铣削成为加工车间必不可少的需求。

对所有高速切削能力有较高要求的用户来说，SolidCAM HSM模块是都是一个非常强大的解决方案！SolidCAM HSM 模块在多方面是对CAM技术的提升，使真正的高速铣削加工成为可能，高速铣削包括避免刀具路径尖角，使用具尽可能的与零件保持接触，优化空切运动减少空切产生光顺的进退刀。

任何3D高速铣削都能够控制曲面的曲率角度或者加工的边界范围，SolidCAM HSM模块提供了独一无二的边界创建工具，包括最大轮廓线，刀具切除区域边界，平缓区域边界，残料切削理论边界，残料边界和用户自定义边界。

对所有高速切削能力有较高要求的用户来说，SolidCAM HSM模块是都是一个非常强大的解决方案，他能够提高CNC机床的生产效率，减少空切、圆滑连接刀路并产生连续的刀具运动。

HSM 粗加工策略轮廓粗加工轮廓粗加工是高效地去除大量毛坯的有效加工策略。

根据指定的Z值深度自动产生一系列的路径偏移，并自动计算和最大限度地去除坯料。

切削深度可以自动变化保障在平缓的区域加工到位，螺旋下刀和轮廓倾斜下刀都被用来作为进刀模式，无论在不同的刀路之间还是快速连刀都可以自动产生光滑的圆弧，有效的避免刀具停顿、提高刀具进给速度、延长了刀具寿命。

SolidCAM使用说明

世界一流的高速铣削模块－完全集成于SolidWorks中！SolidCAM高速铣削（HSM）是一个非常强大的高速加工的模块，经过市场验证其对于模具、工具、冲压模具和复杂3D零件高速加工非常有效，HSM 提供了独一无二的进给和连刀高速轨迹。

SolidCAM 高速铣削模块能够光顺切削和退刀路径，维持光顺连续的刀具运动轨迹以满足高速加工中维持高速进给和避免停顿的需求。

在SolidCAM HSM模块中以最小的Z高度退刀，连刀也可以产生倾斜角度圆弧光顺和退刀会尽可能的低－这样有效的减少了空切和加工时间高速铣削能够产生高效、光顺、防止干涉的刀路，提高了曲面加工质量、减少刀具载荷、延长刀具和机床寿命在今对缩短产品生产周期、降低成本和提高质量的要求下，高速铣削成为加工车间必不可少的需求。

高速铣削开粗策略轮廓开粗轮廓开粗是高效地去除大量毛坯的有效加工策略。

根据指定的Z值深度自动产生一系列的路径偏移，并自动计算和最大限度的去除坯料。

型芯开粗型芯开粗是从外部加工型芯的优化加工策略，他不是在零件的内部产生特定宽度的切削，所有的刀具路径起始点都是从外部开始，通过给定的切削深度工作在外部轮廓和型芯之间。

如果一个零件既有型芯又有型腔则SolidCAM会自动在一个程序中转换型芯粗加工和型腔粗加工，刀具连接能够最大限度的减少刀具磨损。

残料开粗残料开粗是通过一个较小的刀具工作在之前较大的刀具之后的加工策略，在之前的操作中，有一些刀具没有加工到位的地方，SolidCAM 高速铣削模块能够更新毛坯模型并避免空切，对于大零件您可以通过减小刀具尺寸进行多次残料二次开粗操作。

残料开粗也可以用在铸造零件上以减少切削路径行数，得到相应的毛坯公差。

高速切削复习

⾼速切削复习第⼀章⾼速切削概述1.1 ⾼速切削技术的基本概念⾼速切削技术俗称⾼速切削（High Speed Cutting，简称HSC）或⾼速加⼯（High Speed Machining，简称HSM），是⼆⼗世纪九⼗年代迅速崛起的⼀项先进加⼯技术，通常指以⽐常规切削加⼯⾼出很多的主轴线速度和进给速度下进⾏的切削加⼯，⼜称为超⾼速切削（Ultra-High Speed Machining）。

⾼速切削加⼯技术中的“⾼速”是⼀个相对概念。

对于不同的加⼯⽅法和⼯件材料与⼑具材料，⾼速切削加⼯时应⽤的切削速度并不相同。

如何定义⾼速切削加⼯，⾄今还没有统⼀的认识，⽬前沿⽤的⾼速切削加⼯定义主要有以下⼏种：1)1978年，CIRP切削委员会提出以线速度(500～7000)m／min的切削速度加⼯为⾼速切削加⼯。

2)对铣削加⼯⽽⾔，从⼑具夹持装置达到平衡要求(平衡品质和残余不平衡量)时的速度来定义⾼速切削加⼯。

根据ISO1940标准，主轴转速⾼于8000r／min为⾼速切削加⼯。

3)德国Darmstadt⼯业⼤学⽣产⼯程与机床研究所(PTW)提出以⾼于(5～10)倍的普通切削速度的切削加⼯定义为⾼速切削加⼯。

4)从主轴设计的观点，以沿⽤多年的DN值(主轴轴承孔直径D与主轴最⼤转速N的乘积)来定义⾼速切削加⼯，DN值达(5～2000)X105 mm2r／min时为⾼速切削加⼯。

5)从⼑具和主轴的动⼒学⾓度来定义⾼速切削加⼯。

这种定义取决于⼑具振动的主模式频率，它在ANSI／ASME标准中⽤来进⾏切削性能测试时选择转速范围。

因此，⾼速切削加⼯不能简单地⽤某⼀具体的切削速度值来定义。

根据不同的切削条件，具有不同的⾼切削速度范围。

虽然很难就⾼速切削范围给出⼀个确切的定义，但从⽣产实际考虑，⾼速切削加⼯中的“⾼速”不应仅是⼀个技术指标，还应是⼀个经济指标，是⼀个可由此获得较⼤经济效益的⾼速度的切削加⼯。

1.2 ⾼速切削技术的兴起与发展⾼速切削的起源可追溯到20世纪20年代末期，德国的切削物理学家萨罗门（Carl Salomon）博⼠于1929年进⾏了超⾼速模拟实验，1931年4⽉发表了著名的超⾼速切削理论，提出了⾼速切削假设。

先进制造工艺--高速切削技术

第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削（HSM或HSC）通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。

高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属，也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。

例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面多且结构复杂，材料去除量达高达90％～95％，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。

高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果：“当以适当高的切削速度（约为常规速度的5～10倍）加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。

60多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。

高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。

为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求，大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成，既可减少焊缝，又可提高零件的强度和抗振性。

但常规铣削效率很低，从而导致了高的生产成本和长的交货时间。

高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。

汽车工业中，模具制造是产品更新换代的关键。

新车型定型后，模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间，也关系到市场竞争的成败。

所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究，90年代初高速切削已进入工业化应用。

图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司（BMW）采用高速切削的历程。

第5章 HSM基础

第五章 SolidCAM HSM基础 HSM基础
SolidCAM HSM基础 HSM基础
高速切削加工技术是本世纪的一种先进制造技术，造技术，有着强大的生命力和广阔的应用前景。前景。 SolidCAM软件高速铣削模块（以下简称软件高速铣削模块（软件高速铣削模块模块” “SolidCAM HSM模块”）在多方面是对模块 CAM技术的提升，经过市场验证，它使注技术的提升，技术的提升经过市场验证，塑模具、冲压模具、工具和复杂3D零件塑模具、冲压模具、工具和复杂零件等的真正高速铣削加工成为可能，等的真正高速铣削加工成为可能， SolidCAM HSM模块提供了独特的加工策模块提供了独特的加工策符合现代制造业发展方向，略，符合现代制造业发展方向，具有广阔的应用前景。的应用前景。
5.1 启动HSM操作启动HSM操作
5.2 SolidCAM HSM 操作界面
SolidCAM HSM加工流程 HSM加工流程
策略定义几何定义
刀具定义边界Biblioteka 义路径参数定义连接定义
辅助参数定义
5.3 参数和数值
SolidCAM HSM模块中所涉及到的大部分参模块中所涉及到的大部分参数都有默认值。数都有默认值。每个参数编辑框中，提供了菜单，每个参数编辑框中，SolidCAM提供了菜单，提供了菜单只需在编辑框中单击鼠标右键即可。只需在编辑框中单击鼠标右键即可。
The End

先进制造技术-高速加工

高速铣削的加工特点
小切削用量—实现精细加工
高速铣削可以有效地使用精巧的小刀具进行加工，使得模具精细部位的加工成为可能，而可以避免使用大量的嵌件和电极（EDM）。
加工参数：主轴转速20,000 rpm, 刀具直径 4 mm，切削深度0.6 mm ；加工效果：减少了240 个嵌入的钉杆。
高速切削技术 27
高速切削技术 23
高速铣削的关键是
改变了原有的加工策略
1、小切量（侧向步距/切削深度）大约为传统加工用量的1/3； 2、高速度（主轴转速/进给速度）使用设备的最大允许参数
RPM - Up to 120,000 rev.per min.
FEED - up to ~80 meter per min.
小切削用量—获得优良的表面质量在加工中，零件表面的粗糙度取决于相临刀具轨迹的大小，采用小的侧向进给可以减小残留高度从而得到更加光滑的表面质量，减少抛光的需要！
在过去，如果采用小的切削用量会导致加工周期过长。但今天，由于各种条件已经允许很高的加工速度，使得小的切削用量成为可能！
高速切削技术 26
超高速切削技术
切削速度为常规高10倍左右
进给速度பைடு நூலகம்高20倍
切削机理发生了根本的变化
单位功率的金属切除率提高了30~ 40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，
留于工件的切削热大幅度降低（2～3%），切削振动几乎消失
高速切削技术 4
问题的提出
• 从提高生产率的角度看，机床和生产过程自动化的实质，归根到底，是以加快空程动作的速度和提高零件生产过程的连续性，从而缩短辅助工时为目的的一种技术手段。但是辅助动作速度的提高是有一定限度的。例如目前加工中心自动换刀时间已缩短到1S，快速空程速度已提高到 30～50 m/min。再提高空程速度不但技术上有困难，经济上不合算，且对提高机床的生产率意义也不大，矛盾的主要方面已经转向切削工时。只有大幅度地降低切削工时（即提高切削速度和进给速度等），才有可能在提高机床生产率方面出现又一次新的飞跃。这就是近 20年来超高速切削技术得以迅速发展的历史背景。

探究高速动态加工在数控铣削中的应用

探究高速动态加工在数控铣削中的应用高速动态加工（High Speed Machining，HSM）是一种高速度、高精度的数控铣削加工技术，它可以提高加工效率和产品质量，并且节约能源和降低成本。

本文将探究高速动态加工在数控铣削中的应用。

高速动态加工技术的核心是高速切削。

相较于传统的低速切削，高速切削可以显著提高加工速度和表面质量。

具体来说，高速切削能使切削速度提高到常规切削的2倍以上，并且保持相同的切向切削力。

这种切削方式可以极大地减少刀具与工件的接触时间和磨损，从而延长刀具寿命并降低换刀频率。

高速切削还可以减少加工过程中工件和机床的振动，提高数控铣削的稳定性和精度。

高速动态加工还利用了先进的工艺参数优化技术。

在传统的数控铣削中，人工根据经验和感觉来设置加工参数，这种方法不能保证最佳的加工效果。

而高速动态加工通过分析切削力、温度和振动等数据，以及运用切削力控制、切削参数在线优化等技术，实现了自动化的加工参数调整。

这种技术可以根据实时的切削情况，自动调整切削速度、进给量、进给角度等参数，保证加工质量和效率的最大化。

高速动态加工还广泛应用了自适应控制技术。

在传统的数控加工中，由于工件几何形状的复杂性和加工中的不确定性，很难保证加工过程的稳定性和精度。

而高速动态加工通过采用自适应控制技术，能够实时监测和调整加工过程中的参数，以适应实际情况的变化。

具体来说，自适应控制技术可以根据切削力、温度和振动等信息，自动调整加工速度、进给量、冷却剂的供给等参数，提高加工过程中的稳定性和精度。

高速动态加工在数控铣削中的应用具有明显的优势。

通过实现高速切削、工艺参数优化和自适应控制等技术，它可以显著提高加工效率和产品质量，并且节约能源和降低成本。

高速动态加工将在未来的数控铣削中发挥越来越重要的作用。

SolidCAM使用说明

SolidCAM 高速铣削模块能够光顺切削和退刀路径，维持光顺连续的刀具运动轨迹以满足高速加工中维持高速进给和避免停顿的需求。

高速铣削开粗策略轮廓开粗轮廓开粗是高效地去除大量毛坯的有效加工策略。

根据指定的Z值深度自动产生一系列的路径偏移，并自动计算和最大限度的去除坯料。

如果一个零件既有型芯又有型腔则SolidCAM会自动在一个程序中转换型芯粗加工和型腔粗加工，刀具连接能够最大限度的减少刀具磨损。

残料开粗也可以用在铸造零件上以减少切削路径行数，得到相应的毛坯公差。

现代加工技术

目前，用于高速切削的刀具材料主要是金刚石和立方氮化硼，其然界物质中最高的硬度和导热系数。但由于价格昂贵,加工、焊接都非常困难,除少数特殊用途外(如手表精密零件、光饰件和首饰雕刻等加工),很少作为切削工具应用在工业中。
聚晶金刚石聚晶金刚石是人造金刚石的一种，硬度仅次于天然金刚石。其价格只有天然金刚石的几十分之一，具有高导热性和低摩擦系数，主要用于加工有色金属等软金属。与硬质合金相比，使用寿命可高出10～500倍。目前，已在大部分场合代替天然金刚石。化学气象沉积CVD金刚石 CVD金刚石制成两种形式:一种是在基体上沉积厚度小于30μm的薄层膜(CVD薄膜);另一种是沉积厚度达1mm的无衬底的金刚石厚层膜 (CVD厚膜)。
手机模具手机按键模具
对于复杂型面模具，模具精加工费用往往占到模具总费用的50%以上。采用高速加工可使模具精加工费用大大减少，从而可降低模具生产成本。
主轴单元超高速加工技术关键主轴单元
刀具材料
刀具刀具与刀柄连接
① 滚珠轴承高速主轴
① 滚珠轴承高速主轴
高速主轴轴承的最新发展是使用陶瓷混合球轴承。即轴承内外圈是轴承钢，而滚珠是由氮化硅陶瓷（ Si3N4 ）制成。 �� 陶瓷滚珠密度比钢珠低大约60%，所以可大幅度降低离心力
Q=Q1+Q2+Q3=q1A1+q2A2+q3A3 A1,A2,A3——剪切面，前刀面，后刀面 Q切屑=R1q1acawcsc Φ R1——热传入切屑的比例 ac ——切削厚度 aw ——切削宽度
a1——材料导热系数 ε ——剪应变
国外学者认为：机床主轴转速 8000～12 000 r/min为准高速切削 15 000～50 000 r/min为高速切削大于50 000 r/min为超高速切削。国内学者认为：超高速切削加工是一种比常规切削速度高得多 (10倍左右)的速度对零件进行加工的先进技术。

HSM(高速加工软件)

浙江 HFO
开放日
部门名称
高速加工软件
部门名称
• 什么是高速加工HSM？ • 高速加工是指将10,000 RPM或者更高的主轴转速、极高的进给速率以及精确贴合复杂3维轮廓的能力相结合。
• 对于包含锐角的2D轮廓，HSM的作用很小，因为控制设备必须随最大进给速率 = 行程长度x 60,000 规定BPS处理能力 = 进给速率/（60 x 行程长度）
BPS : 对于预设进给速率和行程长度，规定的每秒块数处理能力
部门名称
例如: 如果行程长度为0.002，进给速率为80英寸/分
部门名称
BPS处理能力 = 80 /（60 x 0.002）
即 667 BPS<1000BPS
部门名称
• 针对2D轮廓加工的高效策略
G187 设定光滑等级 G187是精确指令,可以在切削工件时设置最大圆角和控制光滑等级. 格式: G187 Pn Ennnn P E 控制光滑等级, P1=粗糙 P2=中等 P3=精加工设置最大圆角最大圆角值精加工等级
部门名称
G187 P3 E0.01
谢谢！
部门名称

高速切削刀具及接口

高速切削刀具及接口技术高速切削(HSM)一般是指在高转速和高表面进给下的立铣。

例如，以很高的金属去除率对铝合金飞机翼架的凹处进行切削。

在过去的60年中，高速切削已经广泛应用于金属与非金属材料，包括有特定表面形状要求的零件生产和硬度高于或等于50 HRC的材料切削。

对于大部分淬火到约为32-42 HRC的钢零件，当前的切削选项包括：在软(退火)工况下材料的粗加工和半精加工切削。

达到最终硬度= 63 HRC要求的热处理模具的某些零件的电极加工和放电加工(EDM)(特别是金切削刀具难于接近的小半径深凹穴)，用适合的硬质合金、金属陶瓷、整体硬质合金、混合的陶瓷或多晶立方氮化硼(PCBN)刀具进行的圆柱/平/凹穴表面的精加工和超精加工。

汽车工业使用了不同的双金属材料、小石墨铸铁(Compact Graphite Iron)，并增加了铝的用量。

模具制造业必须面对切削高硬度的淬火钢的问题，从粗加工到精加工。

1.高速切削加工对刀其系统的要求高速切削加工不仅仅是主轴转速的提高，而是指整体加工时间的缩短。

因此，高速切削加工不仅要求切削刀具具有很高的刚性、安全性、柔性、动平衡特性和操作方便性，而且对刀具系统与机床接口的连接刚度、精度以及刀柄对刀具的夹持力与夹持精度等都提出了很高的要求。

所谓刀具系统即由装夹刀柄与切削刀具所组成的完整刀具体系。

装夹刀柄与机床接口相配，切削刀具直接加工被加工零件，两者极为重要。

高速切削加工刀具系统必须满足以下要求：刀具结构的高度安全性作为应用于高速切削加工的刀具系统，其结构必须具有高度安全性，以防止刀具高速回转时刀片飞出，并保证旋转刀片在2倍于最高转速时不破裂。

刀具系统优异的动平衡性用于高速加工的刀具系统的动平衡性能是至关重要的。

由理论力学知识可知，离心力F=mrω2，当刀具系统动平衡性能较差时，高速旋转的刀具会产生很大的离心力，从而引起刀杆弯曲并产生震动，其结果将使被加工零件质量降低，甚至导致刀具损坏。

cimatron高速铣削

CAD/CAM Solutions for Manufacturing
高速铣削的加工特点
小切削用量—使电极加工更高效 3、薄壁零件的加工成为可能。
•简化了工艺过程，提高了生产效率，缩短了生产时间；
•省掉了电极的设计与制造；
CAD/CAM Solutions for Manufacturing
高速铣削的加工特点
HSM 高速铣削是各种先进技术发展的结果： 1、CNC加工中心 2、刀具/卡头/材料 3、网络技术
4、CAD/CAM提供的新的能力
高速铣削是指一个全新的制造环境，包括了上述的所有方面的支持。
CAD/CAM Solutions for Manufacturing
高速铣削的关键是
改变了原有的加工策略
Cimatron—先进的高速铣削能力（二）
最大限度地减少速率损失
2、光滑的移刀方法（5）精加工的Nurbs插补
Output Example :
CAD/CAM Solutions for Manufacturing
Cimatron—先进的高速铣削能力（二）
最大限度地减少速率损失
3、先进的高速加工方式
高速铣削的加工特点
小切削用量—实现精细加工
高速铣削可以有效地使用精巧的小刀具进行加工，使得模具精细部位的加工成为可能，而可以避免使用大量的嵌件和电极（EDM）。
加工参数：主轴转速20,000 rpm, 刀具直径4 mm，
切削深度0.6 mm ；
加工效果：减少了240 个嵌入的钉杆. For Photo by Makino.
（1）粗切加工的圆弧插补
•在WCUT加工中，尽量采用圆弧插补来生成刀路轨迹；
•在POCKET加工中，尽量采用圆弧插补来生成刀路轨迹；

hsm工艺技术

hsm工艺技术HSM(High Speed Machining)工艺技术是一种先进的数控加工技术，它以高速切削和高速进给为特点，可以大幅提高加工效率和加工精度。

下面我将详细介绍HSM工艺技术。

HSM工艺技术的特点在于高速切削。

相比传统的切削加工方式，HSM采用较高的切削速度，能够更快速地切削工件，提高加工效率。

同时，高速切削还可以减小切削力和切削温度，延长刀具寿命，提高切削精度。

HSM适用于各类工件的加工，如模具、航空航天零部件等。

HSM工艺技术的另一个特点是高速进给。

高速进给是指在相同时间内切削工件的距离更长，进给速度更快。

这样可以减小加工时间，提高生产效率。

同时，高速进给还可以减小切削力和切削温度，减少切削震动，提高切削质量。

HSM工艺技术中，通常采用大切削深度切削、斜角切削等方法，结合高速进给，可以得到优异的加工效果。

HSM工艺技术的实现离不开先进的数控系统和高精度机床。

数控系统通过预先输入加工参数和路径，自动控制刀具的切削速度和进给速度，确保加工精度和工件质量。

高精度机床具备高刚性和高稳定性，能够承受高速切削和高速进给带来的惯性力和振动，保证刀具和工件的稳定性。

HSM工艺技术的应用非常广泛。

在航空航天领域，HSM常被用于加工航空发动机零部件和飞机结构件，以满足轻量化和高强度的要求。

在汽车工业中，HSM可以用于加工发动机缸体、底盘结构件等。

在模具制造领域，HSM可以加工复杂的零件结构，提高生产效率和加工精度。

然而，HSM工艺技术也面临一些挑战。

首先，高速切削和高速进给带来的惯性力和振动会对切削质量产生影响，需要采取一些振动补偿措施。

其次，高速切削和高速进给要求刀具具备耐磨性和耐热性，需要使用高性能的刀具材料。

此外，HSM 工艺技术需要准确的切削参数和路径规划，对操作人员的技术要求也相对较高。

总结起来，HSM工艺技术以高速切削和高速进给为特点，可以大幅提高加工效率和加工精度。

它需要先进的数控系统和高精度机床的支持，广泛应用于航空航天、汽车、模具等行业。