高速机器的综合概述

什么是高速机器？

顾名思义，行业中的高速机器用于进行高速加工过程，例如臭名昭​​著的高速加工中心。高速加工的想法最初是由德国发明家卡尔萨尔蒙博士在 1920 年代提出的。当其发明者发现在加工特定工件金属时，工件和刀具之间产生的热量会在主轴的某个临界速度达到顶峰时，这个想法就诞生了。

简单地说，高高速加工是快速创建轻型低压切割的过程，非常适合制造具有复杂型腔几何形状和型芯的模具以及航空航天工业中的结构部件。这些快速切割反过来又导致材料去除率的整体提高。从技术上讲，任何一种操作或它们的组合都可以定义为高速加工操作：

● 以高主轴速度 (n) 操作。
● 操作高去除率 (Q)。
● 高进给率 (vf) 操作。
● 高切削速度 (vc) 操作。

据说直到今天，机床和处理器比以往任何时候都做得更好、更快、更强大，并且不断以极快的速度发布，每一个都超越了另一个。这种现象与零件制造商和机械车间都能够找到新方法来提高所需机床和工艺的生产率这一事实密切相关。

高速机器的材料选择

如前所述，高速加工在航空航天工业以及模具/模具领域尤为普遍。有鉴于此，您将在高速加工过程中看到的最常见金属类型包括钢、不锈钢、铝和钛，它们是最适合各自应用的金属类型。

由于所有这些金属都有其独特的方式，因此每种金属对高速加工的定义不同。例如，钛金属专门用于高速加工的表面精加工阶段。在进给量保持不变的情况下，每分钟表面英尺数 (SFM) 可能会增加三倍。此外，每分钟转数 (RPM) 在粗加工阶段仍然很低，但在表面精加工阶段可能会上升。

高速机器的好处

与普遍的看法相反，高速加工的最大优势之一是它实际上增加了设备的使用寿命，因为切削工具和机器本身所承受的压力要小得多。这意味着机器本身的负载也大大减少，与传统加工工艺相比，刀具磨损的可能性也降低了。

由于高速加工中使用了更高的速度和进给率，材料被切割得如此之快，以至于在此过程中几乎没有任何热量传递。这有助于减少加工时间（因为冷却和硬化所需的时间更少），同时也减少了排放量。

高速机器的局限性

应用高速加工的车间也出现了一些挑战，这与材料选择、可接受的工件几何形状、车间可用空间、主轴功率、零件复杂性、用于高速铣削的 CNC 机床、刀具寿命，以及操作员的培训程度。所有这些因素对于高速生产的平稳运行都是必不可少的。当您为车间购买 CNC 机床时，这些将是主要考虑因素。

现在最重要的挑战是并非所有材料都适合高速加工过程。所以你真的只限于那些非常适合的，也就是硬化金属的坚韧，包括硬化钢、不锈钢、钛​​和工具钢。这里的基本原则是，为了保持机床的刀具寿命，应以不同的相应速度加工不同的材料。

另一个已知因素与工件的几何形状有关。正如许多制造商警告的那样，底切的最大深度很容易受到内部切口的限制。也有人说，不适合高速操作的 CNC 机器最终会产生大量废品和损坏的机床，这就是为什么很多这些机器实际上会在某些 RPM 下妥协的原因。因此，一个明显的结论是，单台机器的能力与高速加工过程的性能直接相关。

高速机器的正确加工策略

高速加工的首要任务是选择合适的机床。根据材料变化时机器的扭矩和HP要求变化的原则，需要谨慎选择机床。例如，适合高速加工铝的机器可能不适合使用其他材料。因此，在开始任何高速加工操作之前，请务必检查机器的功率和扭矩图，以确保机器能够处理预期的要求。

此外，适当的切屑-在高速加工操作中应采用减薄和拐角技术。这通常需要圆角半径进给补偿、摆线铣削技术以及滚入和滚出。正如许多专家所说，使用适当的技术可以防止机器过载。