硬铣的关键刀具工艺

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　　刀具破损是不愿意采用EDM而直接从硬材料铣削模具的模具制造厂家所关心的一个重要问题。因超出刀具允许负载条件而发生的意外刀具破损不仅浪费资金，同时还会毁坏加工过程。通过一贯地给刀具加载其最佳水准的负载，模具车间可以从其过程中获得最大的好处。

　　然而，这方面存在的一个挑战是铣削时刀具路径会产生不断变化的材料去除率。在典型的切深和跨距为刀具直径10%的高速粗加工路径中，在刀具开始进入通道中时，材料去除率会达到设想值的10倍，当它进入内拐角时会达到这个水准的5倍。这些负载方面的峰值是发生刀具故障的头号原因。各个工厂的一般处理方式是改变进给速度、切深或跨距。尽管降低这些值中任何一个有可能导致峰值负载条件回到低于门槛值的水准，但是这一步也会降低总体的刀具路径金属去除率，降低生产率。对这种问题可以采用更好的方式来解决。

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　　刀具路径调整

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　　某些刀具路径优化法的目的在于通过分化刀具路径并频繁调节进给速度而获得比较一致的材料去除率。这种策略可以产生宏观水准恒定的材料去除率。但是，它却在机床方面提出了复杂的问题。机床控制器内装式高速加工处理器可以完善在几何上平滑的刀具路径。在进给速度比较高的情况下，控制器需要刀具路径进行动态修匀。以较小的长度间隔调节进给速度会引起控制器解释一些用于精确定位的刀具路径数据，这些数据否则可以合格用于平滑插补。如果发生这种情况，机床会减慢速度，让循环时间更长。间隔非常小时，精确调节也可能引起有损于表面粗糙度的跳跃式的机床动作。

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　　另一个问题与主轴速度相关。调节进给速度而不调节相应的主轴速度会引起切屑厚度发生变化，而切屑厚度对长时间加工的表面粗糙度以及刀具的有效性具有决定性影响。

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　　某些刀具路径处理器采用的一个可替选项可以描述成预防性方法。这些处理器可以对刀具路径的几何结构进行规划，以免产生过高负载。

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　　图1：摆动铣削的应用可以产生比较恒定的刀具负载水准。

　　例如，每当刀具结束开槽或进入较小的拐角时，CAM软件可以应用一种自动启动额外摆动刀具路径环路的摆动功能。例如，在UGS的NX CAM中，用户不仅规定诸如切深和跨距等参数，同时还有允许的过载百分比数值。然后，金属去除率被控制在该门槛值内。软件通过按这两页中所显示的某种刀具路径退刀和重新啮合刀具而控制负载。尽管这种几何结构引入了额外的空切，但它却使刀具负载达到自己最佳状态。

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