高速切削并不是一件新事物，它已經在很多行業(yè)例如模具制造業(yè)存在幾十年了，作為一種工藝，它過去被看做是小刀具在高主軸轉速機床上的應用。但是，在今天，高速切削有了更廣泛的應用。
　　
　　高速切削（HSM）
　　
　　得益于機床制造商、軟件開發(fā)商、切削刀具制造商的開發(fā)和研究機構的潛心研究，現在高速切削（HSM）已經有了更加廣闊的應用空間。最重要的是，高速切削的實際工藝已經不僅僅停留在理論，而是真正應用于車間各個環(huán)節(jié)。創(chuàng)新的銑削刀具發(fā)展使得高速切削成為模具制造業(yè)中更加實用和高盈利的方法。包括高速切削在內的任何切削工藝準則是其效果需與機床、軟件和切削刀具的加工能力一樣好。在多年的實際應用中，高速切削中刀具的開發(fā)朝著更高性能的方向發(fā)展。銑削是高速切削工序中的重點部分，它的創(chuàng)新影響了銑刀在許多模具加工應用中的表現。在高速切削中，速度是關鍵詞，它代表著主軸轉速、切削速度或進給速度。高速切削可以通過高切削速度或高進給率優(yōu)化銑削工序而實現。
　　
　　過去，高速切削主要關注高主軸轉速，其范圍可達8,000-100,000rpm。許多應用是由機床和航空工業(yè)試驗性驅動的，早期的高速切削主要應用這些方面。但是，在車間實踐中，高速切削時的主軸速度總是保持很低的范圍。
　　
　　在上世紀90年代，高速切削的發(fā)展注重總體概念，包括創(chuàng)建主軸轉速為200,000rpm的機床。高主軸轉速和高進給速度受到高度重視。研究機構證明，當刀具或機床零件與應用場合不匹配時，高速會帶來嚴重的后果和極高的風險。需要考慮的主要因素是：切削力、表面紋理、金屬去除率、刀具壽命以及安全性。這些研究表明了優(yōu)化高速切削因素對成功實現高速切削的重要性。
　　
　　鋁模銑削的新發(fā)展
　　
　　在談及高速切削和可轉位刀具時，安全的刀片固定是重中之重。不斷提高的銑床高主軸速度和工作臺進給（特別是在進行鋁切削時）會帶來高離心力以及由此產生的在刀片固定元件上的大負荷。在開發(fā)令人滿意的解決方案和更快地找出用于高速切削的可轉位刀具的工作模型時，分析負荷分布的有限元法特別有價值，并且，利用它可以設計出最佳的冷卻液通道和出口結構，從而以最佳的方法幫助排屑。這就產生了新一代的用于鋁合金切削的高速切削刀具。
　　
　　CoroMill790可轉位立銑刀是應用于高轉速加工鋁合金的刀具實例。這種立銑刀主要應用于模具制造中如凹腔切削、刃邊切削、槽銑、仿形加工等高速加工工序。刀片的固定是由特別開發(fā)的刀片—刀體接口實現的，刀片槽底面和刀片背面的鋸齒狀接觸面設計不僅最大限度地提高了高速銑削加工中的安全性，同時也保證了加工精確性。刀片受力均勻，使加工更流暢、更安全，延長了刀具使用壽命，上述設計大大增強了切削品質并提高了加工能力。
　　
　　CoroMill 790立銑刀鋸齒狀接觸面設計亦可廣泛應用于鋁加工中使用的面銑刀，尤其是鑄鋁零件，如模具、發(fā)動機組、變速箱殼等。從半精加工到超精加工，切削速度提高到8000m/min時，CoroMill 790立銑刀的正前角刀片可使用硬質合金、聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)材質。這種設計使銑刀廣泛適用于鋁合金切削甚至鑄鐵切削。高技術的 CoroMill 790立銑刀結構卻并不復雜，其刀片軸向調整簡單方便，還具有切削力平衡、應用領域寬廣、加工余量控制精準等優(yōu)點。
　　
　　可換頭式整體硬質合金刀具
　　
　　整體硬質合金切削刀具，特別是小直徑刀具，廣泛應用于各種材料的模具切削。在可轉位刀片和整體硬質合金刀具兩者之間，現在有一個替代的第三種解決方案出現，這種解決方案在某種程度上可以涵蓋前兩者的特點，它既提供了切削刃的可轉位性，又提供了使用中小直徑整體硬質合金立銑刀的好處。到現在為止，已經對該領域的前景做出了評價，指出了它潛在的優(yōu)缺點。但是，一款新刀具概念可以更充分開發(fā)這個領域。
　　
　　盡管可轉位刀片技術可以提供許多好處，但是，特別是在刀具直徑不大的情況下，具有較長的徑向切削刃以及軸向進給能力的現代整體硬質合金切削方式提供了很重要的優(yōu)勢，包括高精度、高表面質量、吃刀性能和輕切削作用等。使用可轉位刀片刀具僅需快捷地更換刀具的切削部分，優(yōu)化開發(fā)這部分的性能，可以增加使用優(yōu)勢。
　　
　　可轉位刀片立銑刀的直徑最小到12mm，小于這個直徑時，刀片的安裝和夾緊都變得不實際。另一方面，整體硬質合金立銑刀的直徑可以小到1mm以下。10-25 mm的直徑是兩種類型立銑刀都有的范圍，可廣泛應用于很多加工工序。可換頭式立銑刀將可轉位刀片和整體硬質合金完美結合，可轉位刀片可用于高生產效率的粗加工到半精加工、整體硬質合金則用于半精加工到超精加工。作為第三種選擇，頭部可拆卸的立銑刀在二者的交叉應用領域具有可優(yōu)化的潛力。
　　
　　CoroMill 316可換頭式刀具的關鍵部分是切削頭和刀體的接口。接口的最重要部分之一是具有專門開發(fā)的、已獲專利的自對中螺紋，用于拉起并按住頂部到刀柄內（用于拉緊刀頭與刀體），沒有絲毫間隙。軸向支撐面和徑向支撐面一樣大，切削頭的內端沿著錐面被支撐在刀柄的內部，這樣就可以提供最高的彎曲強度。只需稍稍轉動一下扳手，就可以輕松固定和擰緊切削刀具的切削頭。切削頭和刀柄之間的獨特接口為全槽粗加工工序提供了高剛性、為精密精加工工序提供了高精度。 CoroMill 316刀具具有軸向刀具長度的可重復性和限制在0.02毫米內的徑向跳動量。
　　
　　CoroMill 316刀具具有平衡式設計，因此能使用相對高的主軸轉速。高轉速和多齒切削頭的組合提供了非常高的進給率和高切削速度。可換頭式概念也使刀具槽形可輕松適應工件材料，而無需過多地考慮刀具穩(wěn)定性，傳統的整體硬質合金刀具的刀具穩(wěn)定性會受到芯部直徑的影響。
　　
　　用于更高速度的刀片牌號
　　
　　當討論用于可轉位銑刀的刀片牌號時，高速切削要求使用性能更高的刀片牌號，特別是在生產效率比切削通用性更需優(yōu)先考慮時尤為如此。當金屬去除率和加工周期在模具銑削中需要予以優(yōu)先考慮及切削工況良好時，通用牌號的性能可能不夠好。當采用高切削速度、長時間接觸和材料更硬時，可能會出現月牙洼磨損、熱裂紋和塑性變形等愈發(fā)劇烈的現象，這就會降低刀具的使用壽命及可預測性。
　　
　　為了在提高切削參數時獲得更高的加工安全性，對耐磨性的要求顯然高于對韌性的要求。因此，為了使刀片更硬，應考慮在鋼模具應用中使用ISO P20刀片牌號。這是為了盡量避免切削刃過早破損，從而獲得更高的切削參數。為了更進一步改善切削性能，一般應考慮在鋼模具銑削中不使用任何冷卻液。
　　
　　由于如今普遍采用高切削率，即便冷卻液的量很大也很難對切削刃有明顯的影響，因此應采用干銑削。濕切削時大部分冷卻液被蒸發(fā)了，剩下的冷卻液僅能在刀片進入和退出時對刀片起到斷續(xù)的冷卻作用。此時，熱量的變動被放大了，這會對刀片產生比實際高溫更糟糕的影響。現代涂層牌號專用于鋼的高速銑削，具有在高切削速度和高進給條件下無需冷卻液就能提供高安全性的能力，但是，大部分牌號在干加工和濕加工條件下都能良好地工作。
　　
　　高速度和高進給意味更多的熱量。但是，采用GC4220等鋼銑削牌號就不會成為負面因素。它是一種ISO P20、CVD涂層牌號，專用于通過高切削參數獲得最高性能。一些工序對生產效率的要求高于通用性的要求，因此要求更高的耐磨性，也許這也是對付更硬鋼的方法之一。因此，與熱有關的磨損機理變?yōu)楦鼮閮?yōu)先考慮的問題，并需要能承受這種切削刃破損的牌號。GC4220成為通過更高的切削速度縮短切削時間的首選，它的應用范圍寬廣，甚至成為許多鋼模具材料的優(yōu)化器，并成為高熱問題的鑄鐵銑削的良好選擇。
　　
　　小切深下的更快進給和更高速度
　　
　　如今，在許多模具車間中，數控銑削的趨勢是在執(zhí)行完粗加工后，就采用更高的進給率和更小的切深進行加工。這對機床有益，它改善了加工結果。功率限制也是越來越多要考慮的因素，特別在錐度為ISO40和30的加工中心上。當今機床的更高速度和進給也意味著能夠更高效地使用小直徑銑刀并通過重復走刀來切削方肩和端面。這些因素有助于為新一代方肩銑刀設置發(fā)展的方向。因此，在新的CoroMill銑刀系列中，CoroMill490銑刀的最大深度應在較低值：5.5mm，推薦值為4mm。這也為配備方刀片的新方肩銑刀提供了機會，同時還是通過精確和安全的刀片定位獲得刀片高穩(wěn)定性以及良好刀具經濟性的基礎。
　　
　　CoroMill 490刀片已優(yōu)化了刀片支撐點，并將其沿著刀座邊緣盡可能遠離放置，從而就能把切削力的影響降到最低，這種切削力很容易使刀座上的刀片出現移動。與長的切削刃徑向吃刀相比，小的切削深度趨向用刀片螺釘放大杠桿效應。但是，CoroMill 490的結構補償了這點，它保證了高穩(wěn)定性。高穩(wěn)定性是保證銑削中較大的每齒進給量、一致的高精度和表面質量以及長刀具壽命的先決條件。
　　
　　在一些應用場合，加工大直徑的能力對零件設計需求是至關重要的，要求必須有標準范圍很寬的銑刀、定制或專用的刀片半徑。CoroMill 490刀片的刀尖半徑介于0.4-1.6mm之間，適應方肩銑中的精加工到粗加工應用需求。
　　
　　對于高速切削中CoroMill 490的能力而言，刀片所用的獨特的、全新的平行鍛的成功研發(fā)是關鍵的創(chuàng)新因素之一。這種刀具已獲證明，即能獲得最佳的去除率/單位功率。
　　
　　結論
　　
　　隨著各種切削刀具的不斷發(fā)展，銑削在高速切削的性能方面已經提升到了一個新的水平，使用全新的可轉位刀片立銑刀提高了高速度和高進給鋁模具的切削能力。新的可轉位刀具部分基于全新的刀片—刀體接口，這種接口能在高主軸轉速下牢牢地固定刀片。新的刀體與可互換刀具切削頭之間的接口創(chuàng)新在兩個方面都做到了最佳，從而將整體硬質合金刀具的切削性能提升到一個新的高度。全新的涂層硬質合金刀片牌號的發(fā)展直接影響了高切削速度下刀片的耐用性。采用可轉位刀片的方肩立銑的新發(fā)展為模具制造的銑削開辟了新的天地。