采用均衡的方法选择高速铣削刀具

要想通过选择最合适的刀具来实现高速铣削加工的效益最大化，必须采用均衡的方法，这不仅仅关系到刀具，实际上也不仅仅关系到机床主轴转速或机床本身，而是需要考虑到相应的各个方面，包括工件材料、部件结构、所要求的刀具型号及尺寸、机床刚性、扭矩有效性、刀柄平衡性及安全性等。

高速铣削本身只是一种手段，而非最终目的。肯纳金属有限公司（总部位于美国宾夕法尼亚州的拉特罗布）产品经理Tim Marshall和标准铣削产品工程师T. J. Long都十分看好实现金属切除率最大化的前景。Marshall解释说：“该机床可达到每分钟30000转以及更高的主轴转速。但若要很好地利用当今的高速铣削刀具，则需要考虑到车床的马力/扭矩曲线”，“若能将机床的最大转速范围与时下的高速铣削刀具技术有机地结合起来，即可实现金属切除率的最大化。关注高速铣削的人都应该意识到，实现金属切除率最大化就意味着盈利。”

上述论断不仅适用于大批量、高生产率加工，也同样适用于小批量或一次性生产。对于大批量生产，争分夺秒就意味着大幅度缩减加工成本。对于小批量或一次性生产，例如冲压/注塑模具的生产，通过真正的90°切削，提高了工件表面光洁度，可一次完成加工，免去了随后的研磨或抛光工序，从而缩短了加工周期，实现了及时交货。

在使用高速铣削刀具时，用户首先应该了解该刀具在切削被加工材料时的合理表面速度范围。Marshall说，“让一把直径5英寸的刀具转数达到20000r/min和让一把直径1英寸的刀具转数达到20000r/min，两者之间是大相径庭的。”Long补充说，为了确保刀具的使用寿命，必须参考刀具供应商建议的切削速度（sfm=刀具直径×每分钟转数×262）。

高速铣削的性能与结果在很大程度上还取决于其平衡性。Long解释道：“当转速达到8000r/min以上时，应时刻注意保持平衡，这是一个放之四海而皆准的道理”。原因在于平衡性好的刀柄与其它刀柄相比，可达到更好的表面光洁度，提高耐磨损性能，从而可大大延长刀具使用寿命。有些刀具在设计时结构平衡性就不高（如切槽铣刀等），而其它一些刀具（如带整体刀柄的立铣刀等）则有较好的结构平衡性。肯纳金属公司最新开发的高速、高进给铝合金铣刀Mill1 Max则预先进行了平衡性设计，在转速10000r/min以下平衡精度等级可达G2.5，如有特殊需要，还可做到更高的平衡精度等级。

Long建议说：“在高平衡精度等级加工中，每次更换刀片都需要对刀具进行重新平衡”，“如果各加工厂不能自行配备所需的刀具平衡设备，供应商（肯纳金属）可以为其提供。为了保证主轴高速旋转时的最大安全性，用户每次对刀片转位时，也需要同时更换相应的刀片紧固螺钉，以确保牢固锁紧刀片，并使紧固扭矩值符合规定要求。”

安全性是首先需要考虑的因素，在高速加工操作中尤其如此。Long说：“在转速接近8000r/min时，刀具破碎崩落的物件就相当于一个飞行的弹片，因此高速机床上的所有门窗或外罩均需用防弹材料制造。”

通过选择合适的刀具使高速铣床达到金属切除率最大化，可以使公司的铣削生产率实现最大化，从而降低生产成本。切削速度（平方英尺/分钟）和进给率的差别直接决定了是否能够实现最大金属切除率（MMR）。按Long的说法，与其它众多生产方案相似，Mill1 Max铣刀也有一个指导公式，即：最大金属切除率＝刀片数量×切削轴向深度×切削径向宽度×切屑负荷×每分钟转数。

Tim Marshall说：“用户可以通过控制机床的每分钟转数来实现最大金属切除率，从而获得最大的效益；通过充分利用机床的最大马力/扭矩，可以使你的机床实现更高的进给率和效益最大化（正如使用Mill1 Max铣刀所能实现的那样）。”