高速加工技術的應用
高速加工技術是指采用特殊材料的刀具,通過極大地提高切削速度和進給速度,來提高被加工件的切除率,同時,加工精度和質量也顯著提高的新型加工技術。
以切削速度和進給速度界定:高速加工的切削速度和進給速度應為(wei) 普通切削加工速度的5~10倍。
以主軸轉速界定:高速加工的主軸轉速應≥10000r/min。
高速加工的技術特點:
1、 加工效率高:
高速加工的進給率較普通切削加工提高5~10倍,材料切除率提高3~6倍。
2、 切削力小:
高速加工的切削力較常規切削加工至少降低30%,徑向力降低的更為(wei) 明顯。這樣,加工過程中,對加工件的衝(chong) 擊力更小,不易引起工件受力變形。因此,特別適用於(yu) 薄壁零件和細長工件的加工。
3、 切削熱小:
在高速加工中,95%以上的切削熱被切屑帶走,因此,工件積熱少,溫升低,特別適用於(yu) 熔點低,易氧化,易熱變形的加工件。
4、 加工精度高:
高速加工中,刀具的偏振頻率遠離工藝係統的固有頻率,不易產(chan) 生振動;又切削力小,熱變形小,殘餘(yu) 應力小,易於(yu) 保證加工精度和表麵質量。
5、 工序集約化:
高速加工可獲得更高的加工精度和更低的表麵粗糙度,並在一定條件下,可對常規難加工的硬表麵進行加工,從(cong) 而使工序集約化,這點對於(yu) 模具的加工具有特殊意義(yi) 。
目前,要想實現高速加工技術的應用,必須從(cong) 以下幾個(ge) 方麵著手:
1、 加工機床的結構必須保證:
運動部件輕:采用刀具運動方式由主軸實現三個(ge) 線性軸的運動。
剛性好:允許更高的加工速度。
固有頻率高:不斷提高機床的動態性能。
減震性好:減少加工過程中震動對加工精度和表麵質量的影響。使用新材料,提高機床的抗震性。
2、 機床的主軸必須適應高速加工:
目前,機床的主軸磨損較快,影響高速加工技術的應用。可考慮機床主軸的陶瓷化。陶瓷的比重較低,與(yu) 傳(chuan) 統鋼製的軸承主軸相比,為(wei) 其重量的2/5左右。可縮短主軸到達穩定轉數的時間。同時,熱膨脹係數低,使主軸的熱變位控製在10um以下(溫升5℃以下),即為(wei) 通常的1/2,更加有利於(yu) 提高加工質量。
3、 機床的進給係統必須不斷完善:
機床的進給伺服係統代表了機床的動態性能。電機絲(si) 杠或直線電機構成的伺服進給係統更適合於(yu) 高速加工,同時,以滾動導軌取代滑動導軌,其效果將更加明顯。
4、 數控係統的廣泛應用:
數控係統的廣泛應用將為(wei) 高速加工技術的全麵應用提供一個(ge) 更加廣闊的空間。盡管數控係統並不是實現高速加工的必要先決(jue) 條件,但卻是一個(ge) 非常有利的促進條件。
5、 其他製約高速加工技術的條件:
刀具使用壽命及使用條件:目前的高速加工急需具有更佳耐磨性、耐熱性及動平衡的切削刀具,同時,如何降低滿足加工條件的刀具價(jia) 格,也是一個(ge) 長期內(nei) 需要解決(jue) 的問題。
冷卻潤滑:高速加工中的冷卻潤滑如何防止霧化、汽化。