图1  在一台Bridgeport立式加工中心上采用高速进给铣刀对工件进行加工

采用高速进给铣刀可以对需要深度镂空的16MnCr5实心工件进行整体加工。与以往所采用的铣刀相比，现带有五个刀片的快速进给铣刀可以使粗加工时间缩短50%。

Hahn Automation公司是一家拥有300名员工的国际性公司，它主要从事特种设备、操作系统和机器人设备的研发、制造、安装及服务。与其他特种设备制造厂商不同，该公司非常重视尽可能提高加工深度。因此，随着操作领域的不断扩展，公司设立了一个机械加工部门。目前，该部门已经拥有大约30名员工。

24h可加工100个不同工件

近十年来，机械加工业务得到不断的拓展，针对特种机器、装置和机器人等设备的制造，包括3000mm×2000mm规格在内的几乎所有工件均可得到自行加工。由此，公司可以很好地实现自主生产并创造出良好的价值。由于经常需要加工高精密的诀窍部件，也从加工质量上考虑，不允许外包给外协厂加工。同时，该公司也能保证较短的制造工期和供货周期，通常在16~24周之内即可完成生产并实现供货。

在最重要的铣削加工领域，目前有八台加工中心投入使用，在单件和小批量加工方面具有很高的灵活性。在加工中心与切削刀具的匹配方面，Hahn Automation公司对刀具供应商提出了很高的要求，这也是该公司能够获得成功的要素之一。在24h内，大约有200个订单或100件不同的工件得到处理和加工。尤其是几乎无人操作的第三班达到了很高的作业安全性，因此对切削刀具的要求要比以往高出数倍。以长年合作的刀具供应厂商Iscar公司为例可以看出，在遇到一个切削技术难题时，可以做到的即是合作又有利于探索各种新的途径。

图2  带有IC830材质的转位刀片和用于快速更换刀片的Torx扳手的高速进给铣刀系统

这里所涉及到的是一种被称为Topf的1.7131（16MnCr5）的实心工件。这种工件需要接受深度镂空和整体铣削加工处理。迄今为止，Hahn Automation公司需要两种不同长度的90°扁平铣刀和角铣刀。刀具突出长度长、镂空孔穴深，造成了一种共鸣腔，从而导致振动和噪声。振动现象进一步造成刀具进给速度降低和刀具使用寿命缩短以及加工时间延长等后果。

此外，此类加工作业无法在无监视的情况下进行。作为铣刀的一种替代产品，Iscar公司提供了Helido H600型高速进给铣削系统，经过几次试验之后，即大功告成。直径为40mm、带有五个刀片的FF FWX DO40-05-16-05型高速进给铣刀被投入使用（图1）。采用IC830材质的SE H600 WXCU 05T312T型转位刀片，可以在一道工序上对实心工件进行整体铣削加工。与此前的两种铣刀相比，这种高速进给刀具的性能优势是巨大的，因为粗铣加工所需的时间可以缩短50%（图2）。此外，刀具的使用寿命延长2倍，现在，在工艺流程非常安全的情况下，用一组刀片即可完成对三个工件的加工。所要求的少人或无人监视的第三班加工作业也变得可行。

高速进给铣刀使单位时间的切屑量增加三倍

采用高速进给铣刀，在很短的时间内即可切削下大量的材料。在困难的条件下亦是如此，例如加工设备功率偏小，针对镂空深度大而刀具突出部位长等其他类似的苛刻加工条件。

就Hahn Automation公司来说，在相同的直径条件下，并不采用六个刀片，而是采用五个刀片，此时需要结合考虑转位刀片的软切削特性和不同的切削参数。这种情况下的切削速度就应该是150m/min，而非以往的120m/min；转速为1193r/min，而非954r/min；切削深度为1mm，而非 2.5mm。但每齿的进给量不再是0.1mm，而是飞跃性地达到了1mm；工作台的推进量从572mm加大到5965mm。这清晰地表明，今天所采用的铣刀即使在功率较弱的加工设备上，也可以完全胜任，没有质量影响。

图3  带有特殊刀座的高速进给铣刀在突出部位长的不利条件下，亦可达到稳定的铣削性能

用户单位对Hahn公司刀具的整体性能是极为满意的：采用高速铣刀，可以使设备单位时间切削量从过去的40cm3/min提高到现在的167cm3/min。在第二班和第三班作业中，工作流程仍然实现可控化和安全化（图3）。通过把刀具的使用寿命提高到每组刀片可加工三个工件的程度，同时因采用高速进给速度而省去了换刀时间，现在在72min之内即可完成对三个Topf工件的粗加工，而以前在85min时间内只能加工一个Topf工件，三组刀片被磨损。由于高速进给铣刀为软切削工况而设计，力的传递更多是在轴向上作用于主轴， 因此这种加工方式可以更加灵活地适用于各种不同的加工设备。