高速切削加工技術(shù)論文(2)
高速切削加工技術(shù)論文
高速切削加工技術(shù)論文篇二
淺談高速切削加工技術(shù)的發(fā)展
摘 要:高速切削技術(shù)是近十幾年來迅速崛起的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù),已成為現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分。從高速切削的特點(diǎn)和機(jī)理入手,分析這項(xiàng)高新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和目前的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:高速切削;機(jī)床;刀具
高速切削是指在比常規(guī)切削速度高出很多的速度下進(jìn)行的切削加工因此,有時(shí)也稱為超高速切削Utra一ligh Speed Machining)。高速切削是一個(gè)相對的概念,當(dāng)使用不同的加工方法和工件材料與加工刀具時(shí),Hsc的切削速度會(huì)有很大的不同。高速切削強(qiáng)調(diào)的是高的速度,即要有高的主軸轉(zhuǎn)速,高速切削中的高速不是一個(gè)技術(shù)指標(biāo),而應(yīng)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。高速切削時(shí)由于切削速度的大幅度提高,決定了高速切削具有以下特點(diǎn):一是生產(chǎn)效率提高;二是切削力降低;三是工件的熱變形減小;四是工件振動(dòng)減小;五是可加工各種難加工材料;六是生產(chǎn)成本降低。
一、高速切削的機(jī)理
在高速切削過程中,由于切削速度足夠快,使應(yīng)變硬化來不及發(fā)生,變形只發(fā)生小范圍內(nèi)會(huì)使切削力小于傳統(tǒng)速度的切削力。高速切屑變形機(jī)理在很大程度上與熱量有關(guān),隨著切削速度的增加,切屑流受到的阻力減小,從而使切屑變薄、切削力減小。
高速切削機(jī)理主要包括高速切削中切削力、切削熱變化規(guī)律.刀具磨損的規(guī)律.切屑的成型機(jī)理以及這些規(guī)律和機(jī)理對加工的影響。目前對鋁合金的高速切削機(jī)理的研究與應(yīng)用比較成功,但對黑金屬和難加工材料的高速切削機(jī)理的研究與應(yīng)用尚處于不斷探索之中,應(yīng)用也是在不成熟的理論指導(dǎo)下進(jìn)行。另外,高速切削機(jī)理的研究與應(yīng)用已進(jìn)入鉆鉸、攻絲等的切削方式中,但還處于探索階段。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對高速切削的切削力、切削熱、切屑成型、刀具磨損、刀具壽命、加工的精度和表面質(zhì)量等的變化規(guī)律將做更加深入的分析與研究。
二、高速切削的發(fā)展
高速切削緣起自航空鋁合金零件的加工。在該領(lǐng)域,高速加工主要用于銑削高強(qiáng)度鋁合金整體構(gòu)件、薄壁類零件,切除其90%,的材料。
高速切削在現(xiàn)代模具制造業(yè)中更具有較大的優(yōu)勢。由于高速性能加工刀具技術(shù)的發(fā)展使得}IS(:能夠加工較硬的鋼材,所以可以使用較硬的毛胚直接加工成模具成型零件,減少甚至不需要制造電極,極大程度地消除了耗時(shí)的磨削和拋光工序,從而出現(xiàn)了通過高速硬銑實(shí)現(xiàn)模具全部加工的發(fā)展趨勢,促使模具制造朝著快捷、精確和經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。采用高速切削替代電火花生產(chǎn)模具,可以明顯提高效率、提高模具精度、使用壽命長。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,據(jù)統(tǒng)計(jì)目前有85%左右的模具電火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工在國際模具制造工藝中的主流地位已經(jīng)確立。
從技術(shù)發(fā)展角度看,高速銑削正與超精加工、干硬切削加工相結(jié)合,開辟了以銑代磨的新天地,極大地減輕了模具的研拋工作量,縮短了模具制造周期。高速切削生產(chǎn)模具已
經(jīng)逐漸成為模具制造的大趨勢。因此可以預(yù)計(jì),我國的機(jī)械制造企業(yè)將會(huì)越來越多地應(yīng)用高速切削技術(shù)。
三、高速切削的關(guān)鍵技術(shù)
目前國際上高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用于汽車工業(yè)和模具行業(yè),尤其是在加工復(fù)雜曲面的領(lǐng)域,工件本身或刀具系統(tǒng)剛性要求較高的加工領(lǐng)域,顯示了強(qiáng)大的功能,而它的發(fā)展則涉及到高速切削機(jī)床技術(shù)、高速切削刀具技術(shù)和高速切削工藝技術(shù)這三個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)。
(一)高速切削機(jī)床技術(shù)
性能良好的機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速切削前提和關(guān)鍵,而具有高精度高速主軸和控制精度高高速進(jìn)給系統(tǒng),則是高速切削機(jī)床技術(shù)關(guān)鍵所。高速主軸是高速切削機(jī)床核心部件,很大程度上決定著高速切削機(jī)床所能達(dá)到切削速度、加工精度和應(yīng)用范圍。目前,適于高速切削加工中心其主軸最高轉(zhuǎn)速一般都大于10000r/min,有高達(dá)60000r/min～100000r/min,為普通機(jī)床10倍左右;主電動(dòng)機(jī)功率15kW～80kW,以滿足高速車削、高速銑削之要求。控制精度高的高速進(jìn)給系統(tǒng)也是實(shí)現(xiàn)高速切削的重要技術(shù)之一。在進(jìn)行高速切削時(shí),為了保證零件的加工精度,隨著機(jī)床轉(zhuǎn)速的提高,進(jìn)給速度也必須大幅度提高,以便保證刀具每齒進(jìn)給量不變。
(二)高速切削刀具技術(shù)
刀具的使用是實(shí)現(xiàn)高速切削重要保證,如何正確選擇刀具材料和設(shè)計(jì)刀具系統(tǒng)對提高零件的加工質(zhì)量、延長刀具的使用壽命和降低加工成本都起著重要作用。高速切削要求刀具材料具有高硬度、高強(qiáng)度和耐磨性;高韌度、良好耐熱沖擊性;高熱硬性、良好化學(xué)穩(wěn)定性等性能,目前使用最多的刀具材料有:涂層刀具、陶瓷刀具
(A1203,Si3N4)、立方氮化硼(cBN)材料和聚晶金剛石(PcD)材料等。
(三)高速切削工藝技術(shù)
進(jìn)行高速切削時(shí),工件材料不同,所選用切削刀具、切削工藝和切削參數(shù)也有很大不同。工件材料與刀具材料的匹配、切削方式、刀具幾何參數(shù)、切削參數(shù)、振動(dòng)和切削液等因素對都會(huì)對加工表面的粗糙度的產(chǎn)生影響,因此在高速切削加工時(shí)切削參數(shù)的選擇和表面質(zhì)量控制等工藝技術(shù)也是需要重視的。
四、結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與生產(chǎn)水平的逐步提高,對制造業(yè)提出的要求也越來越高。高速切削已成為切削加工發(fā)展的主要方向之一,它可以大幅度提高生產(chǎn)的效率和零件的加工效率,更能節(jié)約刀具材料和切削液,減少對環(huán)境的污染,是制造業(yè)必然的發(fā)展方向。因此,我們要進(jìn)一步加大對高速切削研究的投入,并逐步去替代傳統(tǒng)的切削加工,讓其成為時(shí)代發(fā)展的主流。
參考文獻(xiàn):
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[3]席俊杰.高速切削的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].潤滑與密封,2006,(5).
(作者 身份證號(hào):332602197509053507)
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