難加工材料的加工策略

　　JC35導讀：在確定銑削的刀具路徑策略時，除了工件的幾何形狀以外，還應該考慮更多的因素。應該選擇不會引起顫振、主軸停轉、刀齒或刀柄損壞，或刀具從主軸上脫落的切削路徑。一種理想的刀具路徑策略還應該能加工出規定的表面光潔度，并達到令人滿意的金屬去除率和刀具壽命。
　　
　　人們通常認為，刀具壽命與刀具路徑無關。對于不同的刀具與工件材料組合，切削參數表中都推薦了相應的切屑負荷和表面切削速度——這些數據通常是通過在大量車削試驗中實際測量得到的，因此具有廣泛的適用性。
　　
　　刀具磨損機理（如擴散磨損和氧化磨損）與溫度密切相關，切削區的溫度通常都非常高。在主要形成切屑的剪切面上，溫度會升高，然后，當切屑在很高的壓力下，沿著刀具的前刀面滑移時，產生的摩擦力會使溫度進一步升高。當溫度高到足以激活熱磨損機制時，就越過了“熱障”，刀具磨損開始急劇增大。然而，與為了獲得切削數據而通常進行的車削試驗相比，銑削加工卻截然不同。刀具路徑的選擇可以顯著改變磨損狀況。
　　
　　對于某些刀具與工件材料的組合來說，刀具壽命并不是一個關鍵因素。例如，整體硬質合金刀具可以承受鋁的熔點溫度。因此，在立銑加工鋁合金工件時，允許的表面切削速度幾乎沒有限制。
　　
　　對于另一些工件材料，如鈦合金和鎳基合金，刀具壽命卻是決定性因素。加工這些材料時，產生的切削溫度比加工鋁時高得多，而且它們相對于刀具材料具有化學活性。因此，這些難加工材料通常是以較低的表面切削速度和材料去除率進行加工。
　　
　　但是，由于銑削本身屬于斷續切削，這就為改變“游戲規則”提供了一個機會。如果選用的徑向切深與刀具直徑相比很小（比如說是其1/10），那么，每個單獨刀齒的切削時間就非常短。在溫度上升到“熱障”之前，刀齒就已經脫離了切削。在該刀齒下一轉再次進入切削之前，有一定的冷卻時間。虛線代表車削加工時產生的溫度。溫度會急劇上升，達到一個很高的平衡溫度并持續保持。而在銑削時，溫度以同樣的速率上升，但在遠未達到車削平衡溫度之前，刀齒就脫離了工件。而較小的徑向切深會進一步縮短刀齒與工件的接觸時間，從而降低平均溫度。
　　
　　在精加工時可以采用很小的徑向切深，這不難辦到。但有時，在粗加工時需要很大的徑向切深。如在銑削內轉角時，徑向切深往往就相當大。但即便如此，也幾乎總是有可能通過選擇某種刀具路徑，使徑向切深保持在規定的限制范圍之內。例如，在銑槽時，可以用小直徑銑刀的擺線刀軌高速銑削，來代替大直徑銑刀的低速銑削。擺線銑削將圓周運動與平移運動疊加起來。只要平移運動相對于圓周運動較小，就可以任意減小徑向切深。
　　
　　一些數控加工編程軟件包可使刀具作類似擺線運動，以幫助編程人員控制徑向切深。銑削時，由于減小了徑向切深，使表面切削速度能比切削參數表的數據提高兩倍以上。用功率較小、速度較高的機床進行小負荷高速銑削，為難加工材料的加工提供了一種具有吸引力的選擇。