高速銑削一般采用高的銑削速度，適當的進給量，小的徑向和軸向銑削深度。一般情況下，高速銑削的銑削速度要比常規(guī)速度高出5—10倍，其材料去除率是常規(guī)銑削的3—5倍以上。銑削時，大量的銑削熱被切屑帶走，因此工件的表面溫度較低。隨著銑削速度的提高，銑削力略有下降，表面質量提高，加工生產率隨之提高。但在高速加工范圍內，隨銑削速度的提高會加劇刀具的磨損。

1 高速切削對數控編程的具體要求

　　高速切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求，除了高速切削機床和高速切削刀具，具有合適的CAM編程軟件也是至關重要的。一個優(yōu)秀的高速加工CAM編程系統(tǒng)應具有很高的計算速度、較強的插補功能、全程自動過切檢查及處理能力、自動刀柄與夾具干涉檢查、進給率優(yōu)化處理功能、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能、加工殘余分析功能等。國內外比較成熟適用于高速加工編程的軟件有西門子公司的UnigraphicsNX、英國DeICAM公司的PowerMill、以色列的Cimatron軟件。其中英國DeICAM公司的PowerMill在3D加工中優(yōu)勢較為突出。

　　高速切削中的NC代碼并不僅僅局限于切削速度、切削深度和進給量的不同數值。NC編程人員必須改變他們的全部加工策略，以創(chuàng)建有效、精確、安全的刀具路徑，從而得到預期的表面精度。數控編程時首先要注意加工方法的安全性和有效性;其次要盡一切可能保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會直接影響加工質量和機床主軸等零件的壽命;最后要盡量使刀具載荷均勻，這會直接影響刀具的壽命。高速切削對數控編程的具體要求如下。

　　1. 1 保持恒定的切削載荷

　　高速銑削過程中保持恒定的切削載荷非常重要，這會直接影響工件的加工質量和機床主軸以及刀具等零件的壽命。

　　1. 1. 1 保持金屬的去除量恒定

　　在加工中恒定的金屬去除量可以獲得較好的加工質量，由于切削載荷均勻，從而可以延長刀具和機床的使用壽命。

　　為保持恒定的切削條件，主要采用順銑方式進行粗加工在高速切削過程中采用順銑銑削方式，可以產生較少的切削熱，降低刀具的負載，降低甚至消除了工件的加工硬化，以及獲得較好的表面質量等。

　　在工件余量不均勻的情況下，通常采用等高加工策略來保證恒定的金屬去除量。粗加工采用的方法通常是在Z方向切削連續(xù)的平面，又叫等高加工策略。這種切削遵循了高速加工的理論，采用了比常規(guī)切削更小的切深，從而減小每齒切削去除量。Z方向切削連續(xù)平面示意圖。通常這種加工方式采用斜向或者螺旋切人，可以獲得較平穩(wěn)的切削路徑。

　　在高速切削的粗加工過程中，保持恒定的金屬去除率，可以獲得以下的加工效果:(1)保持恒定的切削負載;(2}保持切削量的恒定;(3)較好的熱轉移;(4)刀具和工件均保持在較冷的狀態(tài);(5)延長刀具壽命;(6)獲得較好的加工質量等。

　　1. 1. 2 刀具要平滑地切人工件

　　如圖3所示，在高速切削過程中，讓刀具斜向或者沿螺旋線方向切人工件要優(yōu)于讓刀具沿Z向直接切人，這樣可以保護刀具和機床，而且可以獲得較好的加工質量。

　　1. 1. 3 保證刀具軌跡的平滑過渡

　　刀具軌跡的平滑是保證切削負載恒定的重要條件。螺旋曲線走刀是高速切削加工中一種較為有效的走刀方式。

　　在NC編程中應盡量避免刀具路徑軌跡出現尖角，讓軌跡盡可能的光順，這樣可以提高工件表面加工質量，從而降低模具數控加工后的后續(xù)研磨強度。

　　1. 1.4 盡量減少刀具的急速換向

　　由于進給量和切削速度非常高，編程人員必須預測刀具是如何切削材料的。除了減小步距和切削深度以外，還要避免可能的加工方向的急劇改變。急速換向的地方要減慢速度，急停或者急動會破壞表面精度，而且有可能因為過切而產生拉刀或者在外拐角處咬邊。

　　通常，切削過程越簡單越好。這是因為簡單的切削過程可以允許最大的進給量，而不必因為數據點的密集或者方向的急劇改變而降低速度。從一切削層等變率地降到另一層要好于直接躍遷，采用類似于圈狀的路線將每一條連續(xù)的刀具路徑連接起來，可以減小加速度的突變。實際的高速數控編程中，常常用圓弧連接來過渡切削移動以緩解這種急速換向的現象。

　　1.2 保證工件的高精度

　　1. 2. 1 減少刀具的切人次數

　　為了保證工件的高精度，最重要的一點就是盡量減少刀具的切人和切出次數。

　　在高速數控編程中常常選擇回路或者單向路徑切削。這是因為在換向時，NC機床必須立即停止(緊急降速)然后再執(zhí)行下一步操作。由于機床的加速局限性，容易造成時間的浪費。因此，許多人選擇單向的路徑切削模式來進行順銑，盡可能地不中斷切削過程和刀具路徑，盡量減少刀具的切人次數，以獲得相對穩(wěn)定的切削過程。圖6顯示了減少刀具切人次數的有效方法。

　　1.2.2 精加工刀具的選擇

　　高速精加工不同于粗加工與半精加工，高速精加工直接決定了所加工工件的加工質量的好壞，所以精加工選用適當的刀具也非常重要。在同等條件下，刀具越長剛性越差，加工時讓刀越嚴重。所以精加工應盡量選用較短的刀具，可以減少讓刀現象，保證加工質量。但是由于3D加工往往形狀復雜，較深的地方刀具會發(fā)生碰撞，這時就可以采用擺角加工，這樣就可以保證使用較短的刀具保證加工時減小讓刀，從而保證加工質量。同樣，精加工清角也可以采用這種方法進行加工。

　　1.3 保證工件的表面加工質量

　　在通常情況下，除了單純地通過控制程序的步距、公差和點分布等參數來提高工件的表面質量以外，還可以通過以下方法來保證工件的加工表面質量。

　　1.3.1 分特征精加工

　　在精加工過程中，尤其在3D特征的加工過程中，要注意一些復雜的細節(jié)或者拐角處切削形貌的產生，而不是僅僅設法采用平行、“之”字形切削、單向切削或其他的普通切削等方式來生成所有的形貌。由于加工區(qū)域形狀復雜不能單純地用一種加工策略進行編程時，便需要針對不同的特征單獨考慮進行編程，比較平緩的區(qū)域可以采用平行線精加工，比較陡峭的區(qū)域就需要單獨考慮處理分區(qū)加工，這樣的加工策略可以彌補單一加工策略的局限性，從而提高工件的表面加工質量。

　　分特征精加工是比較復雜的過程，要求編程員在對各種加工策略都非常了解的基礎上，對工件進行詳細分析，針對不同特征的區(qū)域采用不同的加工策略分區(qū)域的恰當與否直接影響了工件的表面加工質量，所以這也需要經驗的積累。

　　分區(qū)域精加工有一定的原則:(1)精加工不是分區(qū)越多越好，在允許的情況下，能不分區(qū)精加工就不要分，因為加工分區(qū)越多產生的加工對刀誤差就越多，加工質量就越不容易保證;(2)精加工刀路越簡單越好，精加工應盡量減少刀路的連接時間，提高加工效率;(3)刀路中應盡量避免尖角的出現，因為刀路中存在尖角會影響整個工件表面的質量，會增加數控加工后的后續(xù)研磨時間;(4)陡壁面精加工時刀路應自上而下，這樣可以避免加工過程中“拉刀”現象的出現。

　　1.3.2 采用較大的進給量

　　在高速切削過程中，過小的步進(進給量)會影響實際的進給速率，其往往會造成切削力的不穩(wěn)定，產生切削振動，從而影響工件表面的完整性。即為采用不同步進對工件加工表面質量的影響示意圖?？梢钥闯?，在高速切削條件下，采用較大的進給量，會產生較好的表面加工質量。

　　1.3.3 精加工前清角

　　在高速切削的精加工過程中，保證精加工余量的恒定至關重要。為保證精加工余量恒定，通常在精加工之前要用比精加工使用的刀具小的刀具進行清角。筆式清角采用的策略為，首先找到先前大尺寸刀具加工后有殘留的拐角和凹槽區(qū)域，然后自動沿著這些拐角走刀。其允許用戶采用越來越小的刀具，直到刀具的半徑與三維拐角或凹槽的半徑相一致。

　　精加工前清角，在期望保持切屑去除率為常量的高速加工中是非常重要的。精加工前缺少了清角，當精加工這些帶有側壁和腹板的部件時，刀具走到拐角處將產生較大的金屬去除率，難以獲得較好的表面加工質量。清角后，拐角處的切削難度降低，減少了讓刀量和噪聲的產生。

　　所以3D精加工之前對工件進行行筆式清根可以有效地減小讓刀量，使切削過程更穩(wěn)定，減小噪聲，從而獲得較好的加工質量。

　　1.3.4 采用f= P工藝來達到高速高精度工件表面

　　在高速銑削過程中，最好采用f= P的銑削方式。這樣加工出來的表面粗糙度比較均勻，可以獲得較好的表面加工質量。

　　1.3.5 退刀時采用進給速率

　　在高速數控精加工中采用進給速率退刀可以減小切削載荷的瞬間變化，使切削過程更平穩(wěn)，從而獲得較好的表面加工質量。

2 結語

　　高速銑削技術以其卓越的加工優(yōu)點被運用于各行各業(yè)。高速切削的發(fā)展源于市場日益激烈的競爭，對時間和成本效率的要求越來越高，這便要求數控NC編程不斷地優(yōu)化加工策略，充分發(fā)揮高速銑削的優(yōu)點。