高速切削（HSM）是現代銑削技術中被廣泛使用的一項重要（yào）技術。通過應用 HSM 銑削（xuē）技術（shù），不僅可以銑削各種軟硬材（cái）料，而且能夠達到極好的工件精度（dù）。本文介紹了HSM對（duì）刀具與刀座的要求。
一、HSM 對切削刀具的要（yào）求（qiú）
1. 幾何（hé）形狀
刀具振動直接影（yǐng）響立式加工中心所獲得的表麵質量。因此（cǐ），在HSM精加工過程中保持刀具均勻的切削力極其重要，避免引發刀具振動。
刀具相鄰幾何特（tè）性對切削力的影響：
• 同心度（dù）好有利於負載在切削刃上（shàng）均勻分布
• 較大的切（qiē）削（xuē）刃重疊有利（lì）於獲（huò）得均勻的切削力特性（較大螺旋角（jiǎo）和（hé）槽數（shù））
• 短切削長度有利於獲得較好的剛性（相對於機床陡壁，軸的直徑被減小一點（diǎn））
• 芯部橫截（jié）麵狀態最好（hǎo），槽口處的應力集中最（zuì）小
可以（yǐ）使用HSM立式加工中心高強度材料，這意味著抗變形能力隨著待加工材料硬度的增加而增大。切（qiē）削刃上負載增加，要求對切削刃的幾何形狀進行穩定的設計。然（rán）而，高速切（qiē）削狀態下在工件表麵的（de）自由區域還（hái）將產生更多的摩擦熱，這意味（wèi）著必須減小刀具的間隙角。因此，增加切削（xuē）刃的穩定性隻能通過減小斜角的方式（shì）實現。在材（cái）料很硬、刀具材料很（hěn）脆的情況下，甚至可能導致負的斜角。
精確配合的（de）半徑在（zài）刀刃尖部磨削，以避（bì）免突然變熱（rè）時（shí）達到紅熱狀態或者（zhě）切（qiē）削刃局（jú）部斷裂。
如果對立（lì）式加工中（zhōng）心工件的形狀精度要求很高，則所用精（jīng）加工刀具的球部半徑對於待加工工件的形狀（zhuàng）精度有直接的（de）影響。因此，作為基本條件，在非常精密零件的精加工過程（chéng）中使用具有（yǒu）非常嚴格半徑公差（在微米範圍內）的刀具（jù）是非常重（chóng）要的。
2. 材（cái）料和塗層
刀具材料必須比待加工材料硬。工件材料與刀具材料之間的硬度差越大（dà），刀具磨損越小，刀具使用壽命越長。因為局部溫度很高，還必須保證刀具（jù）材料具有抗氧化（huà）性（xìng）。
較大熱負載波動和對刀具（jù）材（cái）料抗氧化性（xìng）的要求使得最終需要在精細顆粒碳化鎢刀體上進行塗（tú）層。
經過試用和試驗的塗層係統，如使用 TiN、TiCN 和 TiAlCN在 HSM 加工中迅速達到了其極限。因此，多種成分的塗層係統被研製出來，它基於（yú）高鋁（lǚ）含量氮化（huà）物、結合其它元（yuán）素如釔、釩或鉭。使用（yòng）納米層結構、CBN 和 PKD，還可以達到更高的性能。
二、HSM 對刀座的要求
由於在 HSM 加工中需要很高的主軸速度，因此，最好使用HSK-A 和 HSK-E 刀座（zuò）係統。由於刀座法（fǎ）蘭安裝在主軸頭上，刀座在 Z 方向上有明確的機械支撐，因（yīn）此，在較高轉速下，不會因離心力增（zēng）大而拖進主軸。
根（gēn）本的錯誤在（zài）立式加工中心準（zhǔn）備階段（duàn）可能已經發生，致使較小振動和安全的過（guò）程控製不可能實現。要實現穩定的HSM加工，按照要（yào）求對刀具和刀座裝置進行平（píng）衡並對其（qí）同軸度進行檢查是至關重要的。還必須考慮（lǜ）與未平衡質量有關的旋轉速度極限。
平衡不好或不（bú）同心的旋轉刀具係統將導致：
• 非常糟糕的表麵質量
• 非常低的刀具使用壽命
• 糟糕的加工（gōng）穩定性和安（ān）全性
• 可能損（sǔn）壞銑削主軸
加工過程中因產生突變而造成不平衡以及偏離理想同心度，其結果在下麵的原理圖中看得非常清楚：
與完美同心度相比無偏差：較（jiào）小的理論（lùn）粗（cū）糙度
與完美同（tóng）心度相（xiàng）比有偏差：較大的理論粗糙度
平衡質量對整個旋轉係統的動態性能（néng）有著（zhe）重要的影（yǐng）響。
不平衡相當於（yú）有一個偏心物（wù）體在旋轉。這個偏心物體（tǐ）能夠引發（fā）離心（xīn）力，其隨著轉速的增加（jiā）呈平方值增大。這意味著相同的不平衡在轉（zhuǎn）速為 42,000 rpm 的主軸上引發的離心力是轉速為 2,000 rpm 主軸的 441 倍（212 = 441）。因此，高速立式加工中心中刀具刀座裝置的不平衡具有特別明顯的不良後果。
應用 HSM 中的刀具夾緊技（jì）術，您可（kě）以與以下物品一起使用刀（dāo）座：
• 夾頭和
• 縮徑接頭
不建議使用替代係（xì）統如 Weldon 連（lián）接器，因為它們在 HSM加工中具（jù）有明顯的缺陷。
由於帶夾頭的刀座良好的阻尼特性能夠給粗立式加工（gōng）中心過程帶來好的效果，因（yīn）此，與縮徑接頭一起可以達（dá）到極高的剛（gāng）性和重複精度。這對獲得完美的（de）工件表麵至關重（chóng）要。使用縮徑接頭使您能夠（gòu）獲得非常精確地同心度 （偏差（chà）低於0.003 mm）以及較大的傳遞扭矩。
各種縮徑刀座的設計結構（gòu）：傳遞扭矩（jǔ）取決於夾緊設（shè）備的設計結構；設計結構不（bú）同，它們可能區（qū）別（bié）很大。
