硬铣削的关键——恒定的材料去除率（二）

◆如何控制加工过程中的恒定材料去除率：

1. 调整刀具路径：

一些刀具路径优化法是通过分化刀具路径并频繁地调节进给速度而获得比较一致的材料去除率。这种方法可以在宏观程度上产生恒定的材料去除率。但它却对机床方面提出了复杂的要求。

在机床控制器内装上高速加工处理器，可以在几何上使刀具路径平滑。在进给速度比较高的情况下，控制器需要对刀具路径进行动态修匀，以较小的长度间隔调节进给速度，以解释一些用于精确定位的刀具路径数据。这时，机床会减慢速度，让循环时间更长。当间隔非常小时，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。

刀具调整的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。

某些刀具路径处理器采用的一种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。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，致使金属去除率被控制在恒定的范围内。软件通过按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的最佳状态。

2. 对较小刀具的编程：

引起间歇性刀具负载的另一个CAM编程问题是精加工留下的余量的不规则性。精加工操作通常采用直径较小、带较长悬伸的刀具。为了确保安全切削并实现较好的表面粗糙度，刀具一定要一致地切入零件材料，并均匀的去除材料量。

典型的Z向半精操作在浅区留下了引起后续刀具非规则负载的非均匀余量。比较复杂的Z向能力可以在这些浅区自动添加刀具路径，以确保比较均匀的余量。

另一个特征，即在粗加工工序中自动识别平坦水平面，可以防止在这些面上留下剩余余量。这一点还可以避免后续刀具产生过高负载。

3. 控制刀具咬合：

进行高效硬铣时，必须严格控制刀具和工件的咬合。由主轴速度和进给速度决定的切屑厚度是该因素的一部分。但是水平和垂直咬合角(它们通常被人们忽视)也具有很重要的作用。

水平咬合角表示在每个切削刃咬合和离开工件时所扫除的材料量；垂直咬合角表示最大瞬间切削刃与工件的咬合量。这些因素综合起来可以确定瞬间切削力及热扩散。对于高效、高速硬铣，它们需要保持尽可能一致。

恒定的材料去除率可以作为刀具路径生成的一个整体部分。通过给高速机床提供设计用于保持恒定材料去除率的刀具路径，模具加工可以从硬铣削中获得好处。

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