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標(biāo)題: 高速切削 [打印本頁]

作者: 周龍 時(shí)間: 2009-3-5 19:14
標(biāo)題: 高速切削
隨著機(jī)床,、刀具和高速旋轉(zhuǎn)銑刀技術(shù)的進(jìn)步,，“高速加工”(HSM)已經(jīng)成為一種高效的加工過程，能夠完成高精度和高表面質(zhì)量零件的加工。隨著機(jī)床,、主軸和數(shù)控系統(tǒng)或控制單元的顯著改進(jìn),，高速加工已被成功地應(yīng)用于航空工業(yè)復(fù)雜的鋁合金零件的加工,，廣泛地應(yīng)用在汽車和電子元件產(chǎn)品中的沖壓模,，還有塑料模具零件等。高速加工的主要優(yōu)點(diǎn)有：材料去除率高,，研制周期短,，切削力低，工件變形小,。然而,，同高速加工的應(yīng)用相關(guān)的問題主要依賴工件材料和所需的產(chǎn)品幾何形狀。高速加工的主要缺點(diǎn)有：過多的刀具磨損,，需要特別昂貴的機(jī)床,，并且這些機(jī)床必須有良好的主軸、控制器單元和夾具,，具有動平衡的刀柄,，最重要的是要有先進(jìn)的刀具材料和涂層材料。
高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)：
1.高速切削對機(jī)床的要求
機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速切削的首要條件和關(guān)鍵因素,。高速切削要求機(jī)床具有高主軸轉(zhuǎn)速、高動態(tài)的進(jìn)給驅(qū)動,，大的功率,，主軸和床身良好的剛性，優(yōu)良的吸振特性和隔熱性能，快速的CNC控制性能,，可靠的安全防護(hù)等等,。
(1)主軸要有高轉(zhuǎn)速、大功率和大扭矩
高速主軸是高速切削機(jī)床的最核心部件,，高速切削機(jī)床不但要求主軸轉(zhuǎn)速高,，而且要求傳遞的扭矩和功率也要大，并且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中還要保持良好的動態(tài)和熱態(tài)特性,。
(2)進(jìn)給速度高,，以保證刀具每齒進(jìn)給量基本不變
高速切削時(shí)要求甚高的進(jìn)給速度，珠絲杠驅(qū)動已不能滿足要求�,，F(xiàn)在多數(shù)高速切削機(jī)床采用直線電機(jī)驅(qū)動導(dǎo)軌,，進(jìn)給速度由過去的6m/min提高到80-120m/min。
(3)進(jìn)給系統(tǒng)要有很大的加速度
在切削加工過程中,，機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的工作行程一般只有幾十毫米至幾百毫米,。在這樣短的行程中要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高速切削，除了進(jìn)給速度要高外,，進(jìn)給系統(tǒng)必須有很大的加速度,，以盡量縮短啟動-變速-停車的過渡過程，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)切削,。這是高速切削對機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新要求,，也是機(jī)床設(shè)計(jì)理論的新發(fā)展。
(4)對高速切削機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求高
高速切削機(jī)床的結(jié)構(gòu)都應(yīng)有很高的靜,、動剛度和優(yōu)良的力學(xué)性能,。

2.高速切削對刀具的要求
(1)使用優(yōu)質(zhì)刀具材料
高速切削刀具材料除應(yīng)滿足硬度、耐磨性,、強(qiáng)度,、韌性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性的要求外,，還應(yīng)具備高的耐熱性,、高的抗熱沖擊性、良好的高溫力學(xué)性能及高的可靠性,。目前適用于高速切削的刀具主要有：涂層刀具,、金屬陶瓷刀具、陶瓷刀具,、立方氯化硼(CBN)刀具及聚晶金剛石(PCD)刀具,、性能優(yōu)異的高速鋼和硬質(zhì)合金復(fù)雜刀具等。
(2)刀柄結(jié)構(gòu)
高速切削的刀具在高轉(zhuǎn)速下工作,，原來的7:24錐柄接觸不可靠,，錐面很難良好接觸,。高速切削的刀具常采用短錐柄，定位錐面和端面同時(shí)接觸,，以獲得很高的接觸剛度和精度,。
(3)能快速換刀
高速切削的刀柄結(jié)構(gòu)必須能保證快速換刀，快速換刀時(shí)間一般僅為數(shù)秒鐘,。
(4)刀具使用前的處理
高速切削的刀具使用前必須經(jīng)過精密動平衡,，以免工作時(shí)發(fā)生振動。
3.高速切削對工藝的要求
高速切削的工藝技術(shù)是進(jìn)行高速切削加工的關(guān)鍵,。切削方法選擇不當(dāng),，會使刀具加劇磨損，完全達(dá)不到高速加工的目的,。為了促進(jìn)高速切削加工技術(shù)的發(fā)展,，必須對高速切削加工的工藝性與經(jīng)濟(jì)性問題進(jìn)行深入探討。高速切削加工工藝關(guān)鍵技術(shù)主要包括切削方法和切削參數(shù)選擇,、優(yōu)化,。
(1)切削方式的選擇
在高速切削加工中，應(yīng)盡量選用順銑加工,，因?yàn)樵陧樸姇r(shí),，刀具剛切入工件產(chǎn)生的切屑厚度為最大，隨后逐漸減小,。相反在逆銑時(shí),，刀具剛切入工件產(chǎn)生的切屑厚度為最小，隨后逐漸增厚,，這樣增加了刀具與工件的摩擦,，在刀刃上產(chǎn)生大量熱，所以在逆銑中產(chǎn)生的熱量比順銑多很多,，徑向力也大大增加,。同時(shí)在順銑中，刀刃主要受壓應(yīng)力,，而在逆銑中刀刃受拉應(yīng)力,，受力狀態(tài)較惡劣，降低了刀具的使用壽命,。
(2)保持恒定的金屬去除率
高速切削加工適于淺的切深,，切削深度不應(yīng)超過0.2/0.2mm(ac/ap)，金屬去除率保持恒定,，使加在工件上的切削載荷恒定,，同時(shí)恒定的切削負(fù)載、切屑尺寸,，可延長刀具的壽命,、保證較好的加工質(zhì)量等,。
(3)走刀方式的選擇
對于帶有敞口型腔的區(qū)域，盡量從材料的外面走刀,，以實(shí)時(shí)分析材料的切削狀況。而對于沒有型腔的封閉區(qū)域,，采用螺旋進(jìn)刀方式,，在局部區(qū)域切入。盡量減少刀具的急速換向,，高速切削加工主要選擇回路或單一路徑切削,。
(4)在Ｚ方向切削連續(xù)的平面
傳統(tǒng)加工型腔的方法是使用靠模銑削，這種加工方式增加了刀具切入,、切出工件的次數(shù),，影響了工件的表面質(zhì)量，限制了機(jī)床和刀具強(qiáng)大功能的發(fā)揮,。在高速切削加工中,，常采用Ｚ方向切削連續(xù)的平面。采用比常規(guī)小的步距,，從而降低每齒切削去除量,，改善加工表面的質(zhì)量，縮短了加工時(shí)間,。
高速切削加工技術(shù)可顯著提高加工效率和刀具壽命,，且能得到很好的加工質(zhì)量，是現(xiàn)代制造技術(shù)中具有戰(zhàn)略性的重要技術(shù),。隨著高速加工應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,，對新型刀具材料的研究、刀具結(jié)構(gòu)的改進(jìn),、數(shù)控刀具路徑新策略的產(chǎn)生和切削條件的改善也有所提高,。而且，切削過程的計(jì)算機(jī)輔助摸擬也出現(xiàn)了,，這項(xiàng)技術(shù)對預(yù)測刀具溫度和應(yīng)力,，延長刀具使用壽命很有意義。很顯然,，隨著各項(xiàng)新技術(shù)的不斷成熟和綜合運(yùn)用,，以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征的高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,，并且取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。

作者: wyy8612 時(shí)間: 2009-5-27 21:25
謝謝樓主分享~

作者: 超聲振動切削 時(shí)間: 2017-6-22 15:13
謝謝分享,！

作者: ly854128475 時(shí)間: 2017-7-19 15:37
高速切削那個刀具離工件接近的時(shí)候一般是軸向接近還是垂直圓形工件接近,？會不會直接把刀崩了

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