模具製造（zào）的25個問題
詳細說明： 在模具製（zhì）造領域的25個常見問（wèn）題解答
1) 選（xuǎn）擇模具鋼時什麽是最重要的和最具有決定性意義的因素？
成形方法（fǎ） － 可從兩（liǎng）種基本材料類型中選擇。
A) 熱加工（gōng）工具鋼，它能承受模（mó）鑄、鍛造和（hé）擠壓時的相（xiàng）對（duì）高的（de）溫度。
B) 冷加工工具（jù）鋼，它用於下料和（hé）剪切（qiē）、冷成形（xíng）、冷擠壓、冷鍛和（hé）粉末加壓成形。
塑料-一些塑料會產生腐蝕（shí）性副產品（pǐn），例如PVC塑（sù）料。長時間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻/加熱、水或儲存（cún）條件等因（yīn）素也會（huì）產生腐蝕。 在這些情況下，推薦使（shǐ）用不鏽鋼材（cái）料的模具鋼。
模具尺寸 － 大尺寸模具常常使（shǐ）用預硬鋼。 整體淬硬（yìng）鋼常（cháng）常（cháng）用於小尺寸模具。
模具使用次（cì）數 － 長期使用（> 1 000 000次）的模具應使用高（gāo）硬度鋼，其硬度為48－65 HRC。 中等（děng）長時間使用（yòng）（100 000到1 000 000次（cì））的（de）模具應使用預硬鋼，其（qí）硬度為30－45 HRC。 短時間使用（<100 000次）的模具應使用軟鋼，其硬度為（wéi）160－250 HB。
表麵粗糙度 － 許多塑料模具製（zhì）造商對好的（de）表麵粗糙度感興趣。 當添加硫（liú）改善金屬切削性能時，表（biǎo）麵質量會因此（cǐ）下降。 硫含量高的鋼也變（biàn）得更脆。
2) 影響材料可切削性的首要因素是什麽？
鋼的化學成分很重（chóng）要。 鋼（gāng）的（de）合金成分越高，就越難（nán）加（jiā）工。 當碳含量增加時，金屬切削（xuē）性能就（jiù）下降。
鋼的結構對金屬（shǔ）切削性能也非常重要。 不同的結（jié）構包括（kuò）： 鍛造的、鑄造（zào）的、擠壓的、軋製（zhì）的和已切削加工過的。 鍛件和鑄件（jiàn）有非常難於加工的表麵。
硬度是影響金屬切削性能（néng）的一個重要因素。 一般規律是鋼越（yuè）硬，就越難加工。 高速鋼（HSS）可用於加工硬度最高為330-400 HB的材料；高速鋼+鈦化氮（dàn）（TiN）塗層，可加工硬度最高為45 HRC的（de）材料； 而對於硬度為65-70 HRC的材料，則必須使用硬質合（hé）金、陶瓷、金屬（shǔ）陶瓷（cí）和立方氮化硼（CBN）。
非金屬參雜（zá）一般對刀具壽命有不良影響。 例如Al2O3 （氧化（huà）鋁），它是純陶瓷，有很強的磨蝕性。
最後（hòu）一個是殘（cán）餘應力（lì），它能引起（qǐ）金屬切削性能問題。 常常推薦在粗加工後進行應力釋放工（gōng）序。
3) 模具製造的（de）生產成本由哪些部分（fèn）組成（chéng）？
粗略地說，成本（běn）的分布（bù）情況如下：
切削（xuē） 65％
工件（jiàn）材（cái）料 20％
熱處理 5％
裝配/調整（zhěng） 10％
這也非常清楚地表（biǎo）明了良好的金屬切削性能和優良的總體切削解決方案對模具的經濟生產的重要性。
4) 鑄鐵（tiě）的切削特性是什麽（me）？
一（yī）般來說，它是：
鑄鐵的硬度和強度越高，金屬切削性能越低，從刀片和（hé）刀具可預期的（de）壽命越低。 用（yòng）於金屬切削（xuē）生產的鑄鐵其（qí）大（dà）部分類型的金屬切削性能一般都很好。 金（jīn）屬切削性能與結構有關（guān），較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也（yě）較大。 片狀石墨鑄鐵和可（kě）鍛鑄鐵有（yǒu）優良的切（qiē）削屬性，而球墨（mò）鑄鐵相當不好。
加工鑄鐵時遇到的主要磨損類型為： 磨蝕、粘結和擴（kuò）散磨損。 磨蝕主要由碳化物、沙粒參（cān）雜物和硬的鑄（zhù）造（zào）表皮產生。 有積屑瘤的粘結磨損在低的切削溫度和（hé）切削速度條件下發生。 鑄鐵（tiě）的鐵素體部分（fèn）最容易焊接到刀片上，但這可用提高切削速度和溫度來克服。
在另一方麵，擴散磨損與溫度（dù）有關，在高切削速度（dù）時產生，特別是使用高強度鑄鐵（tiě）牌號時。 這些（xiē）牌號有很高的抗變型（xíng）能力，導致了高溫。 這種磨（mó）損與鑄鐵和刀具之間的作用有關，這就使（shǐ）得一（yī）些鑄鐵（tiě）需用陶瓷或（huò）立方氮化硼（CBN）刀具在高速下加工，以獲得良好的刀具壽命和表麵（miàn）質量。
一般對加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為： 高熱硬度和化學穩定性，但也與工序、工件和切削條（tiáo）件有關（guān）；要（yào）求切削刃有（yǒu）韌性、耐熱疲勞磨損和（hé）刃口強度。 切（qiē）削鑄鐵的滿意（yì）程度取決於切削刃的磨損如何發展： 快速變鈍意味著產生熱裂（liè）紋和缺口而使切削刃過早（zǎo）斷裂、工件破損、表麵質量差、過大的波紋度等。 正常的後刀麵磨損、保（bǎo）持平衡和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到的。
5) 什麽是模具製造中（zhōng）主要的、共（gòng）同的加工工（gōng）序？
切削過程至少應分為3個（gè）工序類型：
粗加（jiā）工、半精加工和精加工，有時甚至（zhì）還有超精（jīng）加工（大部分是高速切（qiē）削應用）。 殘餘量銑削當然是在半精加工工序後（hòu）為精加工而準備的。 在每一（yī）個（gè）工序中都應努力做到（dào）為下一個工序留下均勻分布的餘量，這一點非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負載（zǎi）很少有快（kuài）速的變化，刀具的壽命就可能延長，並更加（jiā）可預測。 如果可能，就應在專用機床（chuáng）上進行精加工工序。 這會在更短的（de）調試和裝配時間內提高模具（jù）的幾何精度和質量。
6) 在（zài）這些不同的工序中應（yīng）主要使用何種刀具？
粗加工工（gōng）序： 圓刀（dāo）片銑刀、球頭立銑（xǐ）刀及大（dà）刀尖圓弧半徑的立銑刀。
半精加工工序： 圓刀（dāo）片銑刀（直徑範圍為10－25 mm的圓（yuán）刀片銑刀），球頭立銑刀（dāo）。
精加工工序： 圓刀片銑刀（dāo）、球頭立銑刀。
殘餘量銑削工序：圓刀片（piàn）銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀（dāo）。
通（tōng）過選擇專門的刀具尺寸、槽形和牌號組合，以及切削參數（shù）和合適的銑削策略，來優化切削工藝，這非常重要。
關於可使用的高生（shēng）產率刀（dāo）具，見模具製造用（yòng）樣本C-1102:1
7) 在切（qiē）削工藝中有沒有一個最重（chóng）要的（de）因素？
切削過程中一個（gè）最重要的目標是在每一個工序中為每一種刀具創建均勻（yún）分布（bù）的加工餘量。 這就是說，必須使用不同直徑的刀具（從大到小），特別是在粗加工和（hé）半精加工工序中。 任何時候主要的（de）標準應是（shì）在每個工序中與模具（jù）的最終形狀盡可能（néng）地相近。
為每一種刀具提供均勻分（fèn）布的加工餘量保證（zhèng）了（le）恒定而高的生（shēng）產率和安全的切削過程。 當ap/ae（軸向切削深度/徑向切削深度）不變時，切削速度和進給率也可（kě）恒定地保（bǎo）持在較高水平（píng）上。 這樣，切削刃上的機械作用（yòng）和工作負載變（biàn）化就小，因此產生的（de）熱量和疲勞也少，從而提高（gāo）了刀具壽命。 如果後麵的工序是（shì）一些半（bàn）精加工工（gōng）序，特別是所有精加工工（gōng）序，就（jiù）可進行無人加工或部分（fèn）無人加工。 恒定的材料加工餘量也是高速切（qiē）削應用的基本標（biāo）準。
恒定的加工餘量的另一個（gè）有利的效應是對機（jī）床（chuáng）——導軌、球絲杠和主軸軸承的不利影響（xiǎng）小。
8) 為什麽最經常將圓刀片銑刀（dāo）作為模具粗加工刀具的首選？
如果使用方肩銑刀進行型（xíng）腔的粗銑削，在半精加工中就要去除大量的台（tái）階狀切削餘量。 這將使（shǐ）切削力發生（shēng）變化，使刀具彎曲。 其結果是給精加工留下不均勻的加工餘量，從而影響模具的（de）幾何精度。 如果使（shǐ）用刀尖強（qiáng）度較（jiào）弱的（de）方肩銑刀（帶三角形刀片），就會產生不可預測的切削效應。 三角（jiǎo）形（xíng）或菱形刀片還（hái）會產生（shēng）更大的徑向切削力，並且由於刀片切削刃的數量較少，所以他們是經濟（jì）性較差的粗加工（gōng）刀具。
另一方麵，圓刀片可在各種材料中（zhōng）和各個方向上進行銑削，如果使用它，在相鄰（lín）刀（dāo）路之間過渡（dù）較（jiào）平滑（huá），也可以為半精加工留下較小的和較均勻的加工餘量。 圓刀片的特性之一是他們（men）產生的切屑厚度（dù）是可變的。 這就使它們可使用比大多數其它刀片更高的（de）進（jìn）給率。 圓刀片的主偏角從幾乎為零（非常（cháng）淺的切削）改變（biàn）到90度，切削作用非常平穩。 在切削的最大深度處，主偏角為45度，當沿帶（dài）外圓的直壁仿形切削時（shí），主偏角為90度。 這也（yě）說明了（le）為什麽圓刀片刀具的強度大——切削負載是逐漸增大的。 粗加工和半粗加（jiā）工應該總將圓刀片銑刀，如CoroMill 200（見（jiàn）模具製（zhì）造樣（yàng）本C-1102:1）作為首選。 在5軸切削中，圓刀片非常適合，特別是它沒有任何限製。
通過使用良好的編程，圓刀片銑刀（dāo）在很大程（chéng）度上可代替球（qiú）頭立（lì）銑刀（dāo）。 跳（tiào）動（dòng）量小的圓刀片與精磨的的、正前角和輕切削槽形相結合，也可以用於半精加工和一些精加工工序。
9) 什（shí）麽是（shì）有效切削速度（ve）和為什麽它對高生產率非常重要（yào）？
切削中，實際或有（yǒu）效直徑上的有效切削速度的基本計算總是非常重要。 由於台麵進給量取決於一定切削（xuē）速度下的轉速，如果未計算有效速度，台麵進給量就會計算錯誤。
如果在計算切（qiē）削速度時使用刀具的（de）名義直徑值（zhí）（Dc），當切削深（shēn）度淺時，有效或實（shí）際切削速（sù）度要比計算速度低（dī）得多。如圓刀片CoroMill 200刀（dāo）具（特別是在小直徑範圍）、球頭立銑刀、大刀尖圓弧半徑立銑刀和CoroMill 390立銑刀之（zhī）類（lèi）的刀具（這些刀具（jù）請（qǐng）參見山（shān）特一起草www.17.c.com可樂滿的模具製造樣本 C-1102:1）。由此，計算得到的進給率也低得多，這嚴重降低了（le）生產率。 更重要的是，刀具（jù）的切削條件低於它（tā）的能力和推（tuī）薦應用範圍。
當進行3D切削時，切削時的直徑在（zài）變化，它與模具的幾何形狀有關。 此問題的一個解決方案是定義模具的陡壁區域和幾何形狀淺的零件區域。 如果對每個（gè）區域編製專門（mén）的CAM程序和切削參數，就可以達到良好的折中和結（jié）果。
10) 對於成功的淬硬模具鋼銑削來說，重要的應用參數有哪些？
使用高速銑對淬硬模具鋼進（jìn）行精加工時，一個需遵守的主要因素是采用淺切削。 切削深度應不超過0.2/0.2 mm（ap/ae：軸向切削深度/徑向切削深度）。這是為了（le）避免刀柄/切削刀具的過大彎（wān）曲和保持所（suǒ）加工模具擁有小的公差和高精度。
選擇剛性很好的夾緊係統和刀具也非常重要。 當（dāng）使用整體硬質合金刀具時，采（cǎi）用有最大核心直徑（最（zuì）大抗（kàng）彎剛性）的刀具（jù）非常重要。 一條經驗法則（zé）是，如果將刀具（jù）的（de）直（zhí）徑提高20％，例如從10 mm提高到12 mm，刀具的彎（wān）曲將減小50％。 也可以說，如果（guǒ）將刀具懸伸/伸出部分縮短20％，刀具的彎曲將減小50％。 大直徑和（hé）錐（zhuī）度的刀柄進一步提高（gāo）了剛度。 當使用可轉位刀片的球頭（tóu）立銑刀（見模具製造樣（yàng）本 C-1102:1）時（shí），如果刀柄用整體硬質合金製造，抗（kàng）彎剛性可以提高3－4倍（bèi）。
當用（yòng）高速銑對淬硬模（mó）具鋼進行精（jīng）加工時，選擇專用槽形和牌號也非常重要。 選擇像TiAlN這樣有高熱硬度的塗層也（yě）非常（cháng）重（chóng）要（yào）。
11) 什麽時候應采用順銑，什麽時（shí）候應采用逆銑？
主要建議是： 盡可能多（duō）使用順銑。
當切削刃剛進行切削時，在（zài）順銑中，切屑（xiè）厚度可達到其最大值。 而（ér）在（zài）逆銑（xǐ）中，為最小值。 一（yī）般來說，在逆銑中刀具壽命比在順（shùn）銑中短，這是因為在逆銑中產生的熱量比在順（shùn）銑中明顯地高。 在逆銑中當切屑厚度從零增（zēng）加到最大時，由於切削刃受到的摩擦比在順銑中強，因此（cǐ）會產生更多的熱量。 逆銑中徑向力也明（míng）顯高，這對主軸軸承有不利影響。
在（zài）順銑中，切削（xuē）刃主要受到的是壓（yā）縮（suō）應（yīng）力，這與逆銑中產生的拉力（lì）相比，對硬質合金刀片或（huò）整體硬質合（hé）金刀具的影響有利得多。 當然也有例外（wài）。 當使用整體硬質合（hé）金立銑刀（見（jiàn）模具樣本C- 1102:1中的刀具）進行側銑（精加工）時，特別是在淬（cuì）硬材料（liào）中，逆銑是首選。 這更容易獲得更小公差的壁直線（xiàn）度和更好的90度（dù）角。 不同軸向走刀（dāo）之間如（rú）果有不重合的（de）話，接（jiē）刀痕也非常小。 這主要是因為切削力的方向。 如（rú）果在切（qiē）削中使用非常鋒利的切削（xuē）刃，切削力便趨（qū）向將刀“拉”向材料。 可以使用逆銑的另一個例子是，使用老式手動銑床進行銑削，老式銑床的絲杠有較大的間隙。 逆銑產生消除（chú）間隙的切削力，使銑削（xuē）動作（zuò）更平穩（wěn）。
12) 仿形（xíng）銑削還是等高線切削？
在型腔（qiāng）銑削（xuē）中，保證順銑刀具（jù）路徑成功的最好方法是采用等高線銑削路徑。 銑刀（dāo）（例如球頭立銑刀，見模具製造樣本C-1102:1）外（wài）圓沿等（děng）高線銑削常常得到高生產率，這是因為在較大的（de）刀具直徑上，有更多的齒在切削（xuē）。 如果機床主軸的轉速受（shòu）到限製（zhì），等高線銑削將幫助保持切削速度和進給（gěi）率。 采用這種（zhǒng）刀具路徑，工作負載（zǎi）和（hé）方向的變化也小。 在高速銑（xǐ）應用和淬硬材料加工中，這特別（bié）重要。這是因為如果（guǒ）切削速度和進給量高的話，切削刃和切削過程便更容（róng）易受（shòu）到工作負載（zǎi）和方向改（gǎi）變的不利影響，工作負載和方向的變化會引起（qǐ）切削力和（hé）刀具彎曲的變化。 應盡可能避免沿陡（dǒu）壁的仿形銑（xǐ）削。 下仿形銑削時，低切削速度下的切屑厚度大。 在球頭刀中（zhōng）央，還有刃（rèn）口崩碎的危險。 如果控製差，或機床無預（yù）讀功能，就不能足（zú）夠快地減速，最容易在（zài）中央發（fā）生刃口（kǒu）崩碎的（de）危險。 沿陡壁的上仿形銑削對（duì）切削過程較好一些，這（zhè）是因為在有利的切屑速度下，切屑厚度為其最大值。
為了得（dé）到最長的刀具壽命，在銑削過（guò）程（chéng）中（zhōng）應使切削刃盡可能長時間地保持連續切削。 如果刀具進入和退出太頻繁，刀具壽命（mìng）會明顯縮短。 這會使切削刃上的熱應力和熱疲勞加劇。 在切削區域有均（jun1）勻和高的溫度比有大的波動對現代硬質合（hé）金刀具更有利（lì）。 仿（fǎng）形銑（xǐ）削路徑常常（cháng）是逆銑和順銑的混合（之字形），這意味切削中會頻繁地吃刀和退刀。 這種刀具（jù）路徑對（duì）模具質量也有不好的影響。 每次吃刀意味刀具彎曲，在表麵上便有抬起的標記。 當刀具退出時，切削力和刀具的彎曲減小，在退出部分會有輕微的材料“過（guò）切削”。
13) 為（wéi）什麽有的銑刀上必須（xū）有不（bú）同的（de）齒距？
銑刀是多切削刃刀具，齒數（z）是可改（gǎi）變的，有（yǒu）一些因素（sù）可以幫助確定用於不同加工類型的（de）齒距或齒數。 材料、工件（jiàn）尺寸、總體穩定性、懸伸尺寸、表麵質量要求（qiú）和可用功率就是與加（jiā）工有關的因素。 與（yǔ）刀具有關的因素包括足夠的每齒進給量、至少同時有（yǒu）兩個齒（chǐ）在切削以及刀具的切屑容（róng）量，這些（xiē）僅（jǐn）是其中的一（yī）小部（bù）分。
銑（xǐ）刀的齒距（u）是刀片切削刃上（shàng）的點到（dào）下一個切削刃上同一個點（diǎn）的距離（lí）。 銑刀分為疏（shū）、密和超密齒距銑刀，大部分可樂滿銑刀都有這3個選項，見模具製造樣本C-1102:1。密齒距是指有較多的齒和適當的容屑空間，可以以（yǐ）高金屬去（qù）除率切削。 一般用於鑄鐵和鋼的中等負載銑（xǐ）削。 密齒距是通用銑刀的首選，推薦用於混合生產。
疏齒距是指在銑刀圓周（zhōu）上（shàng）有較少的齒和有大的容屑空間（jiān）。疏齒距常常用於鋼的粗加工到精加工，在鋼加工中振動對加工結果影響很大。 疏齒距是真正有效的問（wèn）題解決方（fāng）案（àn），它是長懸伸銑削、低（dī）功率機床或其它必須減小切削力應用的首選。
超密齒距刀具的容屑空間非常小，可（kě）以使用較高的工（gōng）作台進（jìn）給。 這些刀具適合於間斷的鑄鐵表麵的切削、鑄鐵粗加工和鋼的小餘量切削，例如側銑。 它（tā）們也適合於必須保持低切削速度的應（yīng）用。 銑刀還可以有均勻的或不等（děng）的齒距。 後者是指（zhǐ）刀具上齒的間隔不相等，這也是解決（jué）振動問題（tí）的有效方法。
當（dāng）存在振動問題時，推薦（jiàn）盡可能采用疏齒不等齒距銑刀。由於刀片少，振動加劇的可能性就小。 小的刀具直徑也可改善這種情況。 應使（shǐ）用能很好適應（yīng）的槽（cáo）形和牌號的組合（hé）——鋒利（lì）的切削刃和韌性好的牌號組合。
14) 為了（le）獲得最佳性能，銑（xǐ）刀應怎樣定位？
切削長度會受到銑刀（dāo）位置（zhì）的影響。 刀（dāo）具壽（shòu）命（mìng）常常與切削刃必須承擔的切削長度有關。 定位於工件中央的銑刀其切削長度短，如果使銑刀在任（rèn）一方向偏離中心線，切削的弧就長。 要記住，切削力是（shì）如何作用的，必須達到一個折（shé）中。 在刀具定位於工件（jiàn）的（de）中央的情況下，當刀片切削刃進入或退出切削時，徑向切削力的方向就（jiù）隨之改變。 機床主軸的間隙也使振動加劇，導致刀片振動。
通過使刀具偏離中央，就會得到恒定的（de）和有利的切（qiē）削力方向。 懸伸越（yuè）長，克服所有可能的振動也就越重要。
15) 為了消除切削過程中的振動，應采取什麽措施？
當存在振動問題時，基本措（cuò）施是（shì）減小切削力。 這可（kě）通過使用正確的刀具、方法和切削參數達到。
遵守（shǒu）下麵的已證明有效的建議：
- 選擇疏齒距或不等齒距銑刀。
- 使用正前角、小切削（xuē）力刀片槽形。
- 盡可（kě）能使用小銑刀。 當使用減震接杆（gǎn）進行銑削時（shí），這一點（diǎn）特別重要。
- 使用小切削刃鈍化半徑（ER）的刀片。 從厚塗層到薄塗層。 如需要可使用非塗層刀（dāo）片。 應使用基體為細晶顆粒的高韌性刀片牌（pái）號。
- 使用大的每齒進給。 降低轉速，保（bǎo）持工作台進給量（等於較大的每齒進給（gěi）量）。 或保持轉速並提高工作台進給量（較大（dà）的（de）每齒進給量）。 切勿減小每齒（chǐ）進（jìn）給量！
- 減小徑向（xiàng）和軸向切削深度。
- 選擇穩定的刀柄，如可樂滿Capto。 使用盡可能（néng）大的接柄尺寸，以獲得最佳穩定性。 使用錐（zhuī）度加長（zhǎng）杆，以（yǐ）獲得最大剛（gāng）性。
- 對於大懸伸，使用與（yǔ）疏齒距不等（děng）齒距銑刀結合的減震接（jiē）杆。 安裝銑刀時，使銑刀與減（jiǎn）震接柄直接連接。
- 使銑刀偏離工件中心。
- 如果使用偶數齒的刀具——可每（měi）隔一齒拆下一個刀片。
16) 為了使刀具平（píng）衡，應采取的最重要措施有（yǒu）哪些？
在整個切削過程中，為達到刀具平衡牽涉到的典型步驟如下：
- 測量刀（dāo）具/刀柄組件的不平衡。
- 通（tōng）過變更刀具、切削（xuē）它以（yǐ）去除一些質量，或移動刀柄（bǐng）上的配重來（lái）降低不平衡。
- 經常必（bì）須重複這些步驟，包括（kuò）再次檢查刀具、再次精確調整，直到達到（dào）平衡。
刀具平衡還牽涉到幾（jǐ）個未討論過的工藝中的不（bú）穩定（dìng）性。其（qí）中之一是刀柄（bǐng）與主軸之間的（de）配合問題。其（qí）原因是夾緊時常常有可測量的間隙，也可能是錐柄上（shàng）有切（qiē）屑（xiè）或髒汙。這會造成錐柄每次定位都（dōu）不相同。即使刀具、刀柄和主軸在各個方麵的狀態都很好，但如果（guǒ）存在沾汙（wū），也會造成不平衡。為了平衡刀具，必（bì）須會增加切削過程中（zhōng）的成本，如果刀具平（píng）衡對降低（dī）成本非常重要（yào），就應並（bìng）對每種的具體情況進行（háng）分析。
但是，為了（le）很好地平衡刀具，在選擇正確的（de）刀具時還有許多工作要做。以下幾點是選擇刀具時應給予考慮的：
- 購買高質（zhì）量的刀具（jù）與刀柄。應選擇預先已（yǐ）消除了不平衡的刀柄。
- 最好使用短的和盡可能輕的刀具。
- 定期檢驗刀具和刀柄，檢查是否有疲勞螺（luó）紋和變形的征兆。
工藝能接受的（de）刀具不平（píng）衡由工（gōng）藝自身的情況來（lái）確定。這些情況包括切削過程的切削力、機床的（de）平衡狀況及這兩個因（yīn）素彼此相互（hù）影響的程度。試驗是找到最佳平衡的最好（hǎo）方法。用不（bú）同的不平衡值運行幾次，例如從不平衡值為20克毫米或更低（dī）開始。每次運行後（hòu），再（zài）用更加平衡的（de）刀具（jù）重複試驗。最佳平（píng）衡應該是這樣（yàng）的一個點（diǎn）：超過這個點後，進（jìn）一步提高刀具平衡不會提高工件的表（biǎo）麵質量；或是這樣的一個點：在此點（diǎn）上工藝能易於保證（zhèng）規（guī）定的工件公差。
關（guān）鍵是始終將重點放（fàng）在工藝上，而不是將動平衡等（děng）級-G值或其它任意確定的平衡值作為目標。此目標應為達到效（xiào）率盡（jìn）可能高的工藝。這牽涉到權衡刀具平衡（héng）的成本和因此而獲得的好處，因此應在成本與好處之間合理地進（jìn）行平衡。
關於刀具平衡更詳細的技術（shù）信息， 請與（yǔ）當地的可樂滿代（dài）表聯係。
17) 在常規和高速切削應用中，為了（le）得到盡可能好的效果，我應使用何種刀柄？
高速加工時，離心力（lì）非常大，會導致主軸孔慢慢變大。這對一些V形法蘭（lán）的刀柄會產生負麵影響，因為V形法蘭的刀柄僅在徑向（xiàng）麵（miàn）上與主軸孔接（jiē）觸。主軸孔變大會使刀具在拉杆恒定的拉力作用下（xià）被拉入主軸。這甚至會引起刀具粘（zhān）住或Z軸方向的尺寸精度降低（dī）。
與（yǔ）主軸孔和端麵同時接觸的刀具，即徑向和軸向同時配合的刀具更適用（yòng）於高速（sù）下的切削。當主軸孔擴大時，端麵接觸可避免刀（dāo）具在主軸孔內向上的移動。使用空心刀柄的刀具也容易受離心力的影響，但它們已設計成在高速下隨主軸孔的增大而增大。刀具和主軸在（zài）徑向和軸向都接觸提供了良好（hǎo）的夾緊剛性，使刀具可以進（jìn）行高速切（qiē）削。采用獨有的橢圓三棱短（duǎn）錐設計的可樂滿Capto接口在傳（chuán）遞扭矩和高生產率切削時，具有更優秀的性能。
高主軸轉速時主軸表麵（miàn）接觸的對照表
主軸轉速 ISO 40 HSK 50A Coromant Capto C5
0 100% 100% 100%
20 000 100% 95% 100%
25 000 37% 91% 99%
30 000 31% 83% 95%
35 000 26% 72% 91%
40 000 26% 67% 84%
當安（ān）排高速切削時，應盡量使用由對稱的刀具（jù）和刀柄組合而成的刀具係統。有幾種可用的不同刀具係統。先將刀柄加熱使孔擴張，待它（tā）們冷卻後刀具就被夾緊了（le），這（zhè）就是過盈（yíng）配合係統。對（duì）於高速切削來說，這是最（zuì）好和最可靠的固定（dìng）刀具方法。這（zhè）首先（xiān）是因為它的跳動量非（fēi）常小；第（dì）二，這種（zhǒng）連接能傳遞大扭矩；第三，它很容易構建定製刀具和刀具組件；最後，用（yòng）這種方法組成的刀具組件有極高的（de）總體剛性。
另一種出（chū）眾並（bìng）非（fēi）常通用的刀具夾緊裝置是可樂（lè）滿高精度強力夾頭——CoroGrip。這種刀柄係統覆（fù）蓋了從粗加工（gōng）到超精加工的所有應用。一個夾頭（tóu）可夾緊（jǐn）使用直柄、惠氏刻槽（cáo）或側壓式刀柄的麵銑刀到鑽頭的所有類型的刀具。標準彈簧夾套，如可用液壓（yā）（HydroGrip）、BIG、Nikken、NT的彈簧（huáng）夾套，均可用於CoroGrip夾頭。在4XD處的跳動（dòng）量僅為0.002 – 0.006 mm。夾緊力和扭矩傳遞特別高（gāo），其平衡設計使它用（yòng）於（yú）高速切削（< 40 000轉/分）時有非常完美的性能。關於刀柄的詳細信息，請（qǐng）參見模具製造（zào）樣（yàng）本C-1102:1。
18) 我應怎樣切削轉角才能沒有振動的危險？
傳統的（de）切削轉（zhuǎn）角的方法是使（shǐ）用線性切（qiē）削（G1）,在（zài）轉（zhuǎn）角的過（guò）渡不連續。這就是說，當刀（dāo）具（jù）到達角落時，由於線性軸的動力（lì）特性限製，刀具必須減速。在電機改變進（jìn）給方向前，有一短暫的（de）停頓，這會產生大量的熱量和（hé）摩（mó）擦。很長的接觸長度會導致切削力的不穩定，並（bìng）常常使角落切削不（bú）足。典型的（de）結果是振動——刀具越大和越長，或刀具總懸伸越（yuè）大，振動越強。
此問題的（de）最（zuì）佳解決方案：
? 使用圓（yuán）角半徑比轉角半徑（jìng）小的刀具。使用圓（yuán）弧插補（bǔ）生成角落。這種（zhǒng）加工方法在塊的（de）邊（biān）界處不會產生停頓，這就是說，刀具的運動提供了光（guāng）滑和連續的過渡，產生振（zhèn）動的可能性大大地降低了。
? 另一種解（jiě）決（jué）方案是通過圓弧插補產生比圖紙上的規（guī）定稍大些的圓角半徑。這是（shì）很有利（lì）的，這樣，有時就可（kě）在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產率。
? 在角落處餘下的加工餘量可以采用較小的刀（dāo）具進行固定銑削或圓（yuán）弧插補切削（xuē）。
19) 什麽是（shì）開始（shǐ）切削型腔的（de）最佳方（fāng）法？
共有4種主要方法：
? 起始孔的預鑽削（xuē），角落也可預鑽削。不推薦這種方法： 這需要增加一種刀具，同時此刀具也要占據刀具（jù）室內空間。單從（cóng）切削的觀點看，刀具通過預鑽削孔時因切削力而產生不利（lì）的振（zhèn）動。當使用預鑽削孔時，常常會導致（zhì）刀具損壞。使用（yòng）預鑽（zuàn）削孔，也會增加切屑的再切削。
? 如果使用球頭立銑刀或圓刀片刀具（見模具製造樣本C-1102:1），通常采用啄銑，以保證（zhèng）全部軸向深度都（dōu）能得以切削。使用這種方法的缺點是排屑問題和使用圓刀片會產生非常長的切屑。
? 最（zuì）佳（jiā）的方法之一（yī）是使用X/Y和Z方向的線性坡走切削，以達到全（quán）部軸向深度的切削。
最後，可以以螺旋形式進行圓插（chā）補銑。這是一種非常好的方法，因為它可產生光滑的切削作用，而隻要（yào）求很小的開始空間。
20) 高速切削的定（dìng）義是什麽？
對於高速切削（xuē）的討論在一定程度上仍是混亂的。如何定義高速切削（HSM），目前有許多（duō）觀（guān）點和許多方法。
讓我們看一下這些定義中的幾個：
? 高切削速度切削
? 高主軸速度（dù）切削
? 高進給切削
? 高速和高進給（gěi）切削
? 高生（shēng）產率（lǜ）切削
我們（men）對高速切（qiē）削（xuē）的定（dìng）義描述如下：
? HSM不是簡單意義上的高切削速度。它應當（dāng）被認為是用特定方法和生產設備進行加工的工藝。
? 高速切（qiē）削無需高轉速主軸切削。許多高速切削應用是以中等轉速主軸並采用大（dà）尺寸（cùn）刀具進行的。
? 如果在高切削（xuē）速度和高進給條件下對淬硬鋼進行精加工，切（qiē）削參（cān）數可為常規的4到6倍。
? 在小尺寸零件的粗加工到半精加（jiā）工、精加工及任何尺寸零件（jiàn）的超精（jīng）加工中，HSM意味著高生產率切削（xuē）。
? 零件形狀變（biàn）得越來越複雜，高速切削也就顯得越來（lái）越重要。
? 現在，高速切削主要應用於錐度40的（de）機床（chuáng）上。
關於高速切削（xuē）的詳細信息，請參見模具製造應用指南 C-1120:2。 請參見模具製造應用指南 C-1120:2。
21) 高速（sù）切削的目標是什麽？
高速切削的主要目標之一是通過高生產率來降低（dī）生產成本。它主要應用（yòng）於精加（jiā）工工序（xù），常常是用於加工淬（cuì）硬模具鋼。另一個目標（biāo）是通過（guò）縮短生產時間和交貨時間提高整體競爭（zhēng）力。
達到這些目標的主要（yào）因素為：
? 一次（更少此數）裝夾的模具加工（gōng）。
? 通過切削改善模具的幾何精度，同時可減少手（shǒu）工勞動和縮短（duǎn）試模時（shí）間。
? 使用CAM係（xì）統和麵向車間的編程來幫助製定工藝計劃，通過工藝計劃提高機床和車間的利用率。
關於高速切削的詳細信息，請參見模具製造應用指南 C-1120:2。 請參見模具製造應用指南 C-1120:2。
22) 高速切削的實際優點是什麽？
刀具和工件可保持低溫度，這在許多情況下延長了刀（dāo）具的壽命。另一方麵，在高速切削應用中，切（qiē）削量是淺的，切削刃的吃刀時間特別短。這就是說，進給比熱傳播的時（shí）間快。
低切削力得到小而一致的（de）刀具彎曲。這與（yǔ）每種刀具和工序所需的恒定的加工餘量相結合，是（shì）高效和安全加工的先決條件之一。
由於高速切削中典型的切削深度（dù）是淺的（de），刀具和主軸上（shàng）的徑向力低。這減少了主軸軸承、導軌和滾（gǔn）珠絲杠的（de）磨損。高速（sù）切削和軸向銑削（xuē）也是良好的組合，它對主軸軸承的衝擊小，使用這種（zhǒng）方法可以使用懸伸較長的刀具（jù）而振動的風險不大。
小尺寸零件的高生產率（lǜ）切削，如粗（cū）加工、半精加（jiā）工和（hé）精（jīng）加工，在總（zǒng）的材料去除率相對低時有很（hěn）好的經濟性。
高速切削可在一般（bān）精加工中獲得高生產率，可獲得（dé）傑出的表麵質量。表麵（miàn）質量常低於Ra 0.2 um。
采用高（gāo）速切削，使對薄壁（bì）零件的切削成為可能。使用高速切削，吃刀時（shí）間短，衝擊和彎曲減小了。
模具的幾何精度提高了，組裝就容易和更快了。無論是什麽人，技（jì）能如何，都能獲得CAM/CNC生產的表（biǎo）麵紋理和幾何精度。如果花在切（qiē）削上（shàng）的（de）時間稍多一些，費時的人工拋光工作可顯著減少。常常可減少達60-100%
一（yī）些加（jiā）工，如（rú）淬火、電解加工和電（diàn）火花加工（EDM），可以大大減少（shǎo）。這就可降（jiàng）低投資成本和簡化（huà）後勤供應。用切削（xuē）代替電（diàn）火花加工（gōng）（EDM），模具使（shǐ）用壽命和質量也得到提高。
采用高（gāo）速切削，可通過CAD/CAM很快改（gǎi）變設計，特別是在（zài）不需要生（shēng）產新電極的（de）情況下。
關（guān）於高速切削的詳細信息，請（qǐng）參見模具（jù）製造應用指（zhǐ）南C-1120:2。請參見模具製造應用指南C-1120:2。
23) 高速切削有風險或缺點嗎？
? 由於起始過程有高的加速度和減速度以及停（tíng）止，導（dǎo）軌、滾珠絲杠和主軸軸承產生相（xiàng）對快的磨（mó）損。這常常導致較高的維（wéi）護成本。
? 需（xū）要專門（mén）的工藝知識、編程設備和快速（sù）傳送數據的接口。
? 可能很難找到和挑（tiāo）選高級技術員工。
? 常有（yǒu）相當長的調試和（hé）出故障時間。
? 加工中無需緊（jǐn）急停止，導致人為錯誤和軟件或硬（yìng）件故障會產生許多（duō）嚴重後果。
? 必須有良好的（de）加工計劃——“向饑餓的機床提供食物”。
? 必須有安全保護措施：使用帶安全外罩及防碎片（piàn）蓋的機床。避免刀具的（de）大懸伸。不要使用“重”刀具和接杆。定期檢（jiǎn）查刀具、接杆和螺栓是（shì）否有疲勞裂紋。 僅使用注（zhù）明最高主軸速度的刀具（jù）。不要使用整體高速鋼（HSS）刀具！
關於高速切削的詳細（xì）信息，請參（cān）見模具（jù）製（zhì）造應用指南C-1120:2。 請參見模（mó）具製造應用指南C-1120:2。
24) 高速切削對機床有哪些要求？
對（duì）ISO/BT 40號機床的典型要求如下：
? 主軸速度範圍 < 40 000 轉/分
? 主（zhǔ）軸功率（lǜ） > 22 kW
? 可編程進給率 40-60 m/分
? 快速橫向進給 < 90 m/分（fèn）
? 軸向減速度（dù）/加速度（dù） > 1 G
? 塊處理速度 1-20 毫秒
? 數據傳遞速度 250 Kbit/s (1 毫秒)
? 增（zēng）量（線性） 5-20 微米（mǐ）
? 或 NURBS 插補
? 主軸具有高熱穩定性和剛性，主軸軸承具有高的預張力（lì）和冷卻能力（lì）。
? 通過主軸的送（sòng）風/冷卻液
? 具有高的吸收振動能（néng）力的剛性機（jī）床框架
? 各種誤差補償——溫度、象限、滾珠絲杠是（shì）最重要的。
? CNC中的高級預見功能。
關於（yú）高速切削的詳細信息，請參見模具製造應用指南 C-1120:2。 請（qǐng）參見模具製造應用（yòng）指南C-1120:2。
25) 高速切削對切削刀具的典型特性或要求有哪些？
整體硬質合金：
? 高精度（dù）磨削，徑向跳（tiào）動（dòng）低於3微米。
? 盡可能小的凸出和懸伸，最大的剛性，盡可能（néng）小的刀具彎曲變形和大的（de）芯核直徑。
? 為了使振動的風險、切削力和（hé）彎曲盡可能小，切削刃和（hé）接（jiē）觸長度應盡可能短。
? 超尺寸（cùn）、錐度刀柄，這在小（xiǎo）直徑時特別重要。
? 細晶粒基體和為了得到高（gāo）耐（nài）磨性的TiAlN 塗層。
? 用於風冷或冷卻液的內冷卻孔。
? 適合淬硬鋼高速切削（xuē）要求的堅固微（wēi）槽（cáo）形。
? 對稱刀具，最好是設計保證平衡（héng）。
使用可轉位刀片的（de）刀具：
? 設計保證的平（píng）衡。
? 在刀（dāo）片座和刀片上的保證（zhèng）跳動量小的高精度，主（zhǔ）刀片的最大徑向跳動為10微米。
? 適合（hé）淬硬鋼高速切削要求的牌（pái）號和槽形。
? 刀具體上有適當的間隙（xì），以（yǐ）避免刀（dāo）具彎曲（切削力）消失時產生摩擦。
? 送（sòng）風或冷卻液的冷卻孔（立銑刀）。
? 刀具體上（shàng）標明允許的最大轉速.
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