CNC 车削的新方法

高动态车削与 Ceratizit 的 FreeTurn 刀具系统相结合，使用车铣中心的 B 轴/铣削主轴来执行车削过程。
图片来源：Ceratizit

Ceratizit USA 是卢森堡 Ceratizit 集团的一部分，开发了一种替代车削方法，称为高动态车削 (HDT)，结合公司的动态 FreeTurn 刀具系统，使用车铣中心的 B 轴铣削主轴执行车削过程。与使用固定接近工件角度的刀片进行传统车削相比，该解决方案可实现 360 度自由度的刀具接近，并且在加工过程中可以改变机床中的接触点。

Ceratizit 在 2019 年奥地利 Reutte 的开放日首次展示车削技术，使用的是 Emco Hyperturn 665 MCplus 车床。据 Ceratizit 奥地利切削工具研发负责人 Uwe Schleinkofer 博士介绍，HDT 只需一把刀具即可实现所有传统车削操作，例如粗加工、精加工、轮廓车削和端面车削。

HDT 的工作原理

HDT 使用车铣刀的 B 轴铣削主轴来改变刀具接近工件的角度，并结合 Ceratizit 的 FreeTurn 刀具的纤薄设计，而不是传统的车床刀柄中的切削刀具刀片的静态位置，以最大限度地减少碰撞的风险。由于刀具围绕其自身的纵轴旋转，因此在加工过程中可以随时更换刀片的切削刃。

此外，在切割过程中，接近角可随时自由变化。根据 Schleinkofer 的说法，这一概念可以在一个设置中进行底切加工，例如，通过改变接近角。 Schleinkofer 解释说，这不仅提供了对各种工件轮廓的灵活加工，而且还提供了最佳的切屑形成、更高的进给率和更长的刀具寿命。

工具和刀架

顾名思义，在 High Dynamic Turning 中，静态车削刀具被 FreeTurn 等动态刀具所取代。 FreeTurn 刀具的决定性特征是其简单的结构。据说刀柄具有细长的刀柄和轴向概念（优化了进入主轴的切削力方向），可以形成一个稳定的单元。纤薄的设计可以在狭窄的工件轮廓上加工直至卡盘，冷却通道确保冷却液直接供应到加工区域。

刀柄顶部是一个多面刀片，它可以由多个具有不同特性的切削刃几何形状组成。这使得不同的接近角、圆角半径或断屑槽以及粗加工和精加工操作在一个工具中成为可能。还提供不同的涂层和切削材料。因此，该工具可以适应特定的加工要求，具有更换多种不同工具的优势。反过来，这不仅可以显着节省完成零件所需的工具数量，还可以节省自动换刀 (ATC) 刀库位置和换刀所需的数量。

在切削过程中，避免了振动，因为主切削力沿主轴方向轴向指向刀具。

为了证明这一点，Ceratizit 在公司在 Reutte 举办的开放日活动中现场演示了 HDT 工艺。在 Emco Hyperturn 665 MCplus 上加工了两个不同的零件：一个由 AlCuMgPb 铝制成的自行车轮毂和一个 42CrMo4 钢离合器轴。

对于铝制转子轮毂，使用一种刀具进行粗加工（1,500 rpm，2 mm 轴向切深）和精加工（2,000 rpm，轴向切深小于 1 mm）。由于可以在加工过程中调整接近角，所有轮廓都在一个设置中加工（即使是底切，这不能用标准的 90 度接近角实现），并且由于刀具在两个方向上切削，所以消除了空气切割，顶部到底部，反之亦然。据 Schleinkofer 介绍，与传统车削相比，该零件可以省去四把刀具，并将循环时间从 2:10 减少到 1:35 分钟。

钢制离合器轴使用相同的工具进行加工。粗加工以 200 m/min 的切削速度和 3 至 5 mm 的轴向切削深度进行。以相同的切削速度进行精加工，但切削深度较低，为 1 至 2 毫米。这些参数通常会导致高切削力，这在传统车削中会导致振动。然而，Ceratizit 表示，由于 HDT 中的最大主切削力轴向指向刀具（在主轴方向 - 见下图），因此振动最小化并且不会超过刀具夹持力，从而确保了稳定的加工过程。

在这里，钢离合器轴 (42CrMo4) 显示为使用高动态车削加工。由于可以在加工过程中调整刀具的接近角，因此可以在一次设置中完成所有轮廓，包括倒扣。