制造商从来没有停止过它的追求，以提高处理速度，质量和成本效益的方式。为了满足这一需求，机床，CAM软件和工具供应商不断开发新的产品和应用的策略。这些产品和战略的结合可以在特定场合的处理提供最高的效率。例如，在粗铣的该领域的最新进展清楚地显示的先进金工技术的综合应用的优点。
       处理元素
      磨粉机是基础。为了有效地粗铣床必须具有足够的刚性以抵抗切削力，并最大限度地金属去除率和缩短需要的轴向加速和减速运动的两个通道之间所需要的时间的能力。此外，强大的主轴还有助于确保高切削速度，高应用参数。最后，机数控系统必须具有足够的计算能力来执行
      预测，并满足在直线和旋转轴的移动是的处理能力和快速变化的需求。
      CAM软件将决定这些需求。当铣削刀具轨迹生成，软件开发者必须考虑各种从简单到复杂的铣削加工。侧铣是一个基本的研磨过程，侧铣，与工件在一个特定的轴向（AP）和径向（AE）的工具侧铣刀切削深度接触。在一个简单的侧铣，每个径向旅行工具刀吃刀变化或接触的弧的量降到最低。因此，操作者可以调整接触的弧，采取的一种有效的立铣刀的设计特征的优点，其中包括多个叶片和增强的芯厚。增大叶片进料速率的数量可以改善，和坚固的工具芯可承受较重的处理负荷。
      不过，这种情况是不同的铣槽。在铣削应用中，整个直径端铣刀切削接合，以形成接触的一个180度的弧。工具上的负荷大于所产生的负载侧铣大得多，并且更难以去除的芯片，这意味着该芯片可以再次切割，并最终导致干扰和工具的破裂。
      铣削具有差的热传导性的材料（如不锈钢，钛和镍基合金）可能导致此问题更严重，该工具热浓度和加速了工具的失败。因此，它可能无法完全实现切割性能工具轴向深度。在增加的轴向深度将需要多个步骤的完整部分，处理时间延长。开槽通常需要使用更小的切割速度和进料的要速度，进一步降低了生产效率。
      先进CAM软件允许操作者使用复杂的切割策略（例如摆线铣削），方便开槽。在摆线铣削刀具路径，该软件可以指导槽直径比为沿X和Y轴重复转圈的加工工具的直径小。径向切刀吃不到刀具路径的圆周的一半直径可以有效地改变槽铣侧铣。刀具的接触弧大大降低，从而允许使用多刃立铣刀和切割眼轴变长，增加金属切除率，缩短了加工周期。
      之间简单而充满侧铣叶片槽铣是针对各种违规轮廓铣削。作为最终用户要求的一部分变得更复杂，这些越来越普遍的情况下，也增加了对工件高效的处理需要不规则轮廓。
      关键的问题是控制与电弧工具与工件的接触。当铣削凹形轮廓，接触工具弧的增加，并增加在机床上的负荷。当凸起的轮廓铣削相反;接触的圆弧被减小，切削效率受到影响。
      软件供应商开发和改进的刀具路径切算法实时控制工具到高高效，可靠的简单和复杂的轮廓粗加工。这些刀具路径通常是切（AP）与切工（AE）的一小径向深度大轴向切削深度，每齿（FZ）和高切削速度（VC）联合高进给速度，显著缩短切削时间和提高金属切除率。除了提供更高的生产率，使用切削的平滑路径没有方向或快速这些先进的粗加工策略改变切削参数，从而减少了对工具的载荷，大大延长刀具寿命。
      计算粗加工刀最新的软件战略两种基本方法。在走刀之间跨距宽度在铣削凹或以恒定的进料速率和接触应用工具弧形凸部，和改变的方法，以达到最大的金属去除速率。第二种方法是保持一个恒定跨距宽度，但改变进料速率和刀具接触弧，以便保持相同的芯片厚度。在第二种方法中，一个工具的接触的弧可达到80度或甚至140度，根据由软件使用的品牌。
      粗加工刀具先进技术
这两种方法之间的差异决定了不同的粗加工刀具设计应用。在许多情况下，第一该方法允许使用双核心和多刃型/增强型核心类型（如适用）的工具。此外，用户可以使用高轴向和径向切比轴向切削深度。
第二种方法可以以较高的速率除去金属，但该工具必须能够排除更多的芯片。第二种方法是使用设计工具通常具有更少的叶片，并具有能促进开核设计流量或使用空腔（高性能工具）的轮廓分明的叶片形状的芯片。

Jabro HPM JHP 951叶片形状轮廓分明

通常情况下，大的切削深度和宽度和重型设计工具中的任何方法是非常有效的。但是，在第二方法中，所述多刃切割机，采用在大电弧触头的大的轴向深度的面的增强芯的设计工具，将面对芯片控制的问题。径向和轴向深度大于可用切口的深度更受到限制。

Jabro固态2 JS554-3C核心应用

在一些应用中，增加一个特定的工具沟槽的特征将改善工具的性能。例如，山高将分为他们的笛子立铣刀Jabro JS554-3C这些分屑槽是刀刃上的一系列小槽，其间距是刀具直径的一倍。

无论轴向切削深度如何，分屑槽都可在切屑变得足够长并影响切屑的平稳排出之前进行断屑。因此，立铣刀能够以最大为刀具直径 3.5 - 4 倍的轴向切削深度进行加工。通过采用先进的粗加工 CAM 软件程序，这些刀具的加工周期可比传统方法缩短 60 - 70%。此加工周期的节省得益于更高的金属切除率以及更高效的刀具路径循环。

对于设计用于第二种先进粗加工方法的刀具（采用不同的接触弧和进给率），需要不同的槽型细节才能获得最高性能。这些刀具必须留出充足的切屑形成 和排屑空间。例如山高的 Jabro JS554-2C 立铣刀，该刀具采用了从前向后呈锥形的芯部，这种设计能够在刀刃型腔内为切屑流提供更多的空间。芯部呈锥形在某种程度上确实可以降低刀具强度，但结果是刀 具不适用于全直径槽铣。而另一方面，立铣刀采用修改的刀尖，提升了进行螺旋插补铣时的性能。举例来说，这种刀具选择可以在最大为刀具直径的 2.5 倍时进行粗铣。

Jabro-Solid2 JS554-2C 锥形芯 CAM 通用版

先进的粗加工软件，与设计用于最大限度发挥其优势的刀具配合使用时，可提高每次铣削走刀的切削量，并带来更快的加工周期。涉及摩托车发动机铝壳加工的模具应用就是一个恰当的例子。制造商力求缩短在只使用高进给粗加工工艺情况下长达 15 小时的加工周期。

为了改善该加工过程，采用了山高 Jabro JS554-3C 刀具以及通过改变步距宽度来保持接触弧稳定的先进粗加工软件。该方法能够在 2.5 小时多一点的时间内完成大部分粗加工作业。移除了足够的材料，因此后续的高进给粗加工仅需要 4 小时即可完成。总体而言，粗加工时间减少了 55%。

Jabro-Solid2 JS554 双芯型设计

结论

与在任何加工应用中一样，采用特定刀具和策略时应考虑到制造场合的各个方面。例如，当刀具切削长度超过刀具直径的四倍时，或采用长悬伸量刀具或 用于不稳定机床或工件时，高进给铣削可能是本文中所述的先进粗加工方法的更好替代方法。通过将小切深与高进给相结合，高进给铣削方法将切削力轴向引导至机 床主轴，以帮助提高加工过程的稳定性。

不同的应用策略适合其他制造场合。在某些情况下，专注于以高主轴速度和进给率轻快走刀的高速加工，或采用传统进给量和速度以及极高轴向和径向轴 向切削深度的高性能加工将成为最佳选择（请参见附注，以了解各种刀具设计的详细信息）。在所有示例中，结合使用先进的铣削策略和软件以及专为在这些参数下 实现最大性能而设计的刀具，将会在金属切除率、刀具寿命和成本效益方面取得最佳成果。

附注

加工策略推动刀具设计

将刀具设计与特定加工策略和生产情况进行匹配，提供了最大生产率。如正文所述，山高开发了双芯型和锥形芯型的先进粗加工刀具，每种刀具在采用不同的先进粗加工 CAM 策略时都能提供最佳性能。作为山高 Jabro 整体硬质合金立 铣刀产品系列的一部分，这些刀具旨在实现中到高进给率和高切削速度。建议径向切削深度小于或等于刀具直径的 0.15 倍，轴向切削深度可以为刀具直径的 2 到 4 倍，具体取决于所使用的 CAM 软件。切削力和功耗为中等水平。这些刀具的刀刃具有能够最大限度地减少振动的不等齿距以及有助于自由排屑的分屑槽（如正文所述）。立铣刀的前端齿设计用于 控制螺旋插补铣，而侧固式或高精度弹簧夹头的使用可产生最佳效果。这些刀具适用于广泛的常规工件材料。

另一方面，Jabro Diamond 和 Tornado 立铣刀设计用于以高切削速度和进给率加工淬硬钢和石墨，这些刀具可产生相对较小的切削力并降低功耗。对于这些刀具，轴向切削深度通常等于刀具直径，而径向 切削深度要小于刀具直径。高速刀具具有小螺旋角、短切削长度和大芯径，能够提升高速下的稳定性。它们可采用 PVD 涂层，在用于石墨加工应用时还可采用金刚石涂层。推荐使用热胀式或高精度弹簧夹头，以确保高速下的刀具安全性和加工精度。

较低的常规切削速度和进给量，结合高径向和轴向切削深度，使山高的高性能系列刀具能够产生高金属切除率。高性能方法采用中等进给率和切削速度， 以形成高效的高切削力并能有效利用机床功率。轴向切削深度最高可达刀具直径的 1.5 倍，而径向切削深度等于或小于刀具直径。这些刀具可采用高进给参数，且其不等齿距可以最大限度地减少振动。切削刃研磨和抛光的 PVD 涂层提升了加工软钢、中硬钢和硬钢、不锈钢、高温合金和钛时的性能。推荐使用侧固式或 Safelock 刀柄。

山高的高进给刀具还可产生高于平均水平的材料移除量，但它们是以中等切削速度和进给率进行加工。切削刃槽型能使刀具产生低切削力并降低功耗。高 进给刀具可将切削力轴向引导至机床主轴，并且在长刀具悬伸量、工件及刀具夹持不稳定条件下进行铣削时非常有效。断屑槽型允许采用优化的进给率。径向切削深 度通常是刀具直径的一半，而轴向切削深度要小于刀具半径。为获得最佳刀具安全性，热胀式或高精度弹簧夹头是推荐的刀柄选择。

当然，并非所有加工厂或应用类型都需要使用专为特定应用或采用 CAM 应用而设计的刀具。对于小型加工厂或较大生产场合中的偶然应用，设计用于一般加工应用的立铣刀可提供最符合要求的、经济高效的成果。用于一般应用的山高 Jabro 整体刀具包括可确保稳定性的双芯型设计、能实现轻快切削加工的大螺旋角、用于最大限度地减少振动的不等齿距，以及通过轮廓分明的研磨提高强度的切削刃。这 些刀具能以中等切削速度和进给量进行加工，并可产生平均水平的切削力和功耗。径向和轴向切削深度通常等于或小于刀具直径。

作者：Teun van Asten MSc.，山高刀具集团整体铣削营销服务部工程师

山高总部设在瑞典法格斯塔市，在超过 75 个国家/地区设有办事处，是为铣削、车削、孔加工和螺纹加工领域提供全面金属切削解决方案的全球最大供应商之一。另外，80 多年来，公司一直与各行各业的制造商密切合作，提供他们所需的刀具、工艺和服务，帮助他们获得最高的生产率和最大的利润率。如需了解详细信息，请联系当地 的山高代表或访问 www.secotools.com。

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