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高速加工技术的应用

 发布时间:2011-02-04 点击量:2039

                                    高速加工技术的应用

        高速加工技术是指采用特殊材料的刀具,通过极大地提高切削速度和进给速度,来提高被加工件的切除率,同时,加工精度和质量也显著提高的新型加工技术。

以切削速度和进给速度界定:高速加工的切削速度和进给速度应为普通切削加工速度的5~10倍。

以主轴转速界定:高速加工的主轴转速应≥10000r/min

高速加工的技术特点:

1、 加工效率高:

高速加工的进给率较普通切削加工提高5~10倍,材料切除率提高3~6倍。

2、 切削力小:

高速加工的切削力较常规切削加工至少降低30%,径向力降低的更为明显。这样,加工过程中,对加工件的冲击力更小,不易引起工件受力变形。因此,特别适用于薄壁零件和细长工件的加工。

3、 切削热小:

在高速加工中,95%以上的切削热被切屑带走,因此,工件积热少,温升低,特别适用于熔点低,易氧化,易热变形的加工件。

4、 加工精度高:

高速加工中,刀具的偏振频率远离工艺系统的固有频率,不易产生振动;又切削力小,热变形小,残余应力小,易于保证加工精度和表面质量。

5、 工序集约化:

高速加工可获得更高的加工精度和更低的表面粗糙度,并在一定条件下,可对常规难加工的硬表面进行加工,从而使工序集约化,这点对于模具的加工具有特殊意义。

目前,要想实现高速加工技术的应用,必须从以下几个方面着手:

1、 加工机床的结构必须保证:

运动部件轻:采用刀具运动方式由主轴实现三个线性轴的运动。

刚性好:允许更高的加工速度。

固有频率高:不断提高机床的动态性能。

减震性好:减少加工过程中震动对加工精度和表面质量的影响。使用新材料,提高机床的抗震性。

2、 机床的主轴必须适应高速加工:

目前,机床的主轴磨损较快,影响高速加工技术的应用。可考虑机床主轴的陶瓷化。陶瓷的比重较低,与传统钢制的轴承主轴相比,为其重量的2/5左右。可缩短主轴到达稳定转数的时间。同时,热膨胀系数低,使主轴的热变位控制在10um以下(温升5℃以下),即为通常的1/2,更加有利于提高加工质量。

3、 机床的进给系统必须不断完善:

机床的进给伺服系统代表了机床的动态性能。电机丝杠或直线电机构成的伺服进给系统更适合于高速加工,同时,以滚动导轨取代滑动导轨,其效果将更加明显。

4、 数控系统的广泛应用:

数控系统的广泛应用将为高速加工技术的全面应用提供一个更加广阔的空间。尽管数控系统并不是实现高速加工的必要先决条件,但却是一个非常有利的促进条件。

5、 其他制约高速加工技术的条件:

刀具使用寿命及使用条件:目前的高速加工急需具有更佳耐磨性、耐热性及动平衡的切削刀具,同时,如何降低满足加工条件的刀具价格,也是一个长期内需要解决的问题。

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