高速切削加工技術(shù)論文(編輯修改稿)
2025-06-26 22:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (60—62HRC)、高速鋼(62HRC)、工具鋼(57—60HRC)和冷硬鑄鐵的粗車和精車，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的切削加工，大幅度提高加工效率。被加工材料的硬度越高越能體現(xiàn)立方氮化硼刀具的優(yōu)越性。，涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物，它將刀具基體與硬質(zhì)涂層相結(jié)合，從而使刀具性能大大提高。涂層刀具是在具有高強度和韌性的基體材料上涂上一層耐高溫、耐磨損的材料。涂層材料及基體材料之間要求粘結(jié)牢固，不易脫落。涂層刀具可以提高加工效率，提高加工精度，延長刀具使用壽命，降低加工成本?！ ！ 「咚偾邢骷庸すに嚭统Ｒ?guī)切削加工工藝有很大的不同。常規(guī)切削認為高效率應(yīng)由低轉(zhuǎn)速、大切深、緩進給、單行程等要素決定。而高速切削則追求高轉(zhuǎn)速、中切深、快進給、多行程等要素實現(xiàn)高效率。在高速切削加工中，必須對切削用量參數(shù)進行合理的選擇，其中包括刀具接近工件的方向、接近角度、移動的方向和切削過程等。工藝路徑的擬定是制定加工工藝的總體布局，目前主要考慮是如何選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序等。擬定工藝路徑時，先確定各個表面的加工方法，根據(jù)零件的實際情況保證加工精度與表面質(zhì)量，再根據(jù)最優(yōu)化原則，確定最短的走刀路線和最少的換刀次數(shù)，以減少加工輔助時間。當然切削刀具的選擇也是加工工藝必須的程序。切削刀具現(xiàn)狀已由傳統(tǒng)的切削工具時代過渡到了高效率、高精度、高可靠性和專用化的數(shù)控刀具時代，實現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍。而選用合理的切削刀具，即在保證加工質(zhì)量的前提下，能夠獲得最高刀具的耐用度，從而達到提高切削效率，節(jié)約時間，提高加工效率的目的，以滿足高速切削加工的需求。在高速切削加工中會產(chǎn)生大量的高溫熱，切削必須及時的將它從工作臺上清楚掉，避免使機床、刀具和工件產(chǎn)生熱變型。合理的選擇冷卻潤滑方式是保證加工質(zhì)量的先決定條件。由于在高速切削加工時常規(guī)的冷卻液很難進入加工區(qū)域，所以，目前干切削和微量油霧冷卻是在高速加工過程中使用較多的工藝方法?！ 。ǘ└咚偾邢鞯毒摺 〉毒呤菣C械加工重要的技術(shù)裝備之一。由于離心慣性力隨著轉(zhuǎn)速升高而迅速增大，高速主軸端部同刀柄頭部的給合在結(jié)構(gòu)和尺寸方面有許多特別之處。目前基本采用HSK形式和系列，需要根據(jù)機床主軸參數(shù)來確定刀柄參數(shù)，使它們相符吻合。由于切削和進給速度高，HSC加工中刀具的壽命一般會降紙，需要從刀具材料、幾何參數(shù)、懸伸長度以及切削參數(shù)、切削幾何關(guān)系、走刀路線、潤滑冷卻等各方面采取措施，盡可能減少壽命的降低?！ SC刀具與普通刀具前后角相比，一般HSC比普通切削的前角約小10176。，后角約大5176?！?176。同時HSC刀具的切削部位應(yīng)盡量短，以提高刀具的剛性和減小刀刃的破損率。 HSC刀具需選用能適應(yīng)高速切削的材料。為了獲得較高的工件加工質(zhì)量及最佳壽命時間，除硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、涂層切削材料和切削陶瓷外，還采用了單晶體和多晶體的切削材料。這些切削材料除技術(shù)要求外，還應(yīng)滿足占有重要位置的經(jīng)濟和環(huán)保性能的要求。在HSC加工中，選用PKD（多晶體金剛石）和CBN（立方氮化硼）可顯著提高加工效率?！ 〕x擇合適的刀具材料外，在刀具設(shè)計過程中，首先應(yīng)考慮在離心力作用下刀具構(gòu)件固定的可靠性，并注意符合“平衡”的結(jié)構(gòu)。需要對刀具進行最高轉(zhuǎn)速的試驗。此外，在制造刀具時，其良好的工藝性也是很重要的。有價值的和可靠的制造方法，對從刀具的預(yù)處理直至刀刃的制作都具有決定性的意義，特別是對帶有PKD或CBN刀片的刀具更是如此。 為了使在應(yīng)用HSC刀具時達到最高加工質(zhì)量和最佳經(jīng)濟性能，不僅應(yīng)考慮刀具本身，同時也應(yīng)考慮刀具和夾緊系統(tǒng)的接口部分，即主軸和刀具連接面及工件安裝的穩(wěn)定性。對接口部分和接長桿而言，特別重要的是徑向擺動精度、懸臂長度、振動性能和可換性。為了達到圓柱刀柄在精加工時對徑向擺動精度的要求，首先選用液壓夾頭、收縮夾頭和力壓縮夾頭的連接方式，這些夾頭和HSC接口相配時。 （三）HSC機床的配套裝備 1．為了縮短輔助工時，絕大多數(shù)HSC機床都配有15～30刀位以上的刀具庫和自動換刀裝置，成為HSC加工中心； 2．冷卻潤滑系統(tǒng)是不可少的配套裝備，其中包含自動對機床各部進行冷卻潤滑的功能和排屑功能； 3．電子手輪和CAD/CAM系統(tǒng)與高速CNC系統(tǒng)的接口，是影響到機床操作控制性能的必要配套裝置； 4．能夠自動測量刀具的直徑、長度和進行破損檢測的激光或紅外線系統(tǒng)； 5．測頭能夠安裝到主軸上用以探測工件輪廓型面的紅外線測量裝置； 6．為了減少發(fā)生故障后，停機等待修復(fù)的時間，在機床臺數(shù)多、利用率高的情況下，備用一根高速主軸。 HSC機床的安全防護裝置，包括硬件和軟件，要保證即使在發(fā)生刀具破裂而高速彈飛出來的極端情況下，仍然能夠可靠地保護操作使用者的人身安全，并且能夠預(yù)防機床部件、刀具、工件之間產(chǎn)生意外的干涉碰撞。 三、高速切削目前主要應(yīng)用領(lǐng)域 （一）大批生產(chǎn)領(lǐng)域 如汽車工業(yè)，如美國福特汽車公司與Ingersoll公司合作研制的HVM800臥式加工中心及鏜汽缸用的單軸鏜缸機床以實際用于福特公司的生產(chǎn)線。 （二）工件本身剛度不足的加工領(lǐng)域 如航空航天工業(yè)產(chǎn)品或其他某些產(chǎn)品，如Ingersoll公司采用高速切削工藝所銑削的工件最薄壁厚僅為1mm。 （三）加工復(fù)雜曲面領(lǐng)域 如模具工具制造。 （四）難加工材料領(lǐng)域 如Ingersoll公司的“高速模塊”所用切削速度為：加工航天航空鋁合金2438
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