模具高速銑削加工2(編輯修改稿)
2025-01-19 07:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 軸承 前徑向軸承 后徑向軸承 后輔助軸承 前徑向傳感器 后徑向傳感器 軸向傳感器 ? 磁懸浮軸承高速主軸結(jié)構(gòu) ? 要求不僅僅能夠達到高速運動 （ 目前切削進給速度一般為 30－60m/min， 最高達 120m/min ） ， 而且要求瞬時達到高速 、 瞬時準停等 ， 所以要求具有很大的加速度以及很高的定位精度 。 ? 高速進給系統(tǒng)包括進給伺服驅(qū)動技術(shù) 、 滾動元件導向技術(shù) 、 高速測量與反饋控制技術(shù)和其他周邊技術(shù) ， 如冷卻和潤滑 、 防塵 、 防切屑 、 降噪及安全技術(shù)等 。 ? 目前常用的高速進給系統(tǒng)有三種主要的驅(qū)動方式：高速滾珠絲杠 、 直線電動機 和 虛擬軸 機構(gòu) 。 和高速進給系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的還有工作臺 （ 拖板 ） 、 導軌的設(shè)計制造技術(shù)等等 。 （ 2）高速進給系統(tǒng) 傳統(tǒng)進給方式 伺服電動機 +大導程高速精密滾珠絲杠副 直線電動機系統(tǒng) 直流直線電動機、交流永磁同步直線電動機、交流感應(yīng)異步直 3 基座 4 磁性軌道 5 直線電機 6 直線導軌 7 直線光柵 8 平臺 9 接口電纜 10 防護罩 直線電動機的進給系統(tǒng) CNC控制系統(tǒng) ? CNC控制系統(tǒng)必須在高速移動中保持精確的刀具軌跡； ? 走刀間距小，加工程序龐大，控制系統(tǒng)要用多位處理器； ? 高速插補能力 ? 超前處理能力 預防刀具軌跡偏移和避免高速下突發(fā)事故 ? 待加工軌跡監(jiān)控是指計算機數(shù)控系統(tǒng)在控制加工的同時 掃描 待加工的 數(shù)控代碼 ，其目的是發(fā)現(xiàn) 刀具路徑 是否有方向上的突然改變。 ? 如果發(fā)現(xiàn)某一加工區(qū)域刀具路徑方向有較大的改變，則要驗證當以編程速度進給時，在這些區(qū)域是否會產(chǎn)生 過切 或殘留 （欠切） ? —— 通常采用 干切削 ， 并用吹氣或吸氣的方法進行清理切屑的工作。 高速切削加工的速度相當高，當主軸轉(zhuǎn)速達 40000rpm時，若有刀片崩裂，掉下來的刀具碎片就象出膛的子彈。因此，對高速切削加工引起的 安全問題 必須充分重視。 從總體上講，高速切削加工的安全保障包括以下諸方面： 機床操作者及機床周圍現(xiàn)場人員的安全保障；避免機床、刀具、工件及有關(guān)設(shè)施的損傷；識別和避免可能引起重大事故的工況。 在機床結(jié)構(gòu)方面，機床設(shè)有安全保護墻和門窗。要作 極限轉(zhuǎn)速 的測定。刀具夾緊、工件夾緊必須絕對安全可靠，故 工況監(jiān)測系統(tǒng) 的可靠性就變得非常重要。機床及切削過程的監(jiān)測包括： 切削力監(jiān)測 以控制刀具磨損， 機床功率監(jiān)測 亦可間接獲得刀具磨損信息； 主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測 以判別切削參數(shù)與進給系統(tǒng)間關(guān)系；刀 具破損監(jiān)測 ；主軸軸承狀況監(jiān)測；電器 控制系統(tǒng) 過程穩(wěn)定性監(jiān)測等。 二 . 高速銑削對刀具系統(tǒng)的要求： 磨損小 ， 壽命長 由于高速切削加工的切削速度是常規(guī)切削的 5~10倍 ， 對 刀具材料 以及 刀具結(jié)構(gòu) 、 幾何參數(shù) 等都提出了新的要求 。 刀具材料的選擇對加工效率 、 加工質(zhì)量以及成本和刀具的壽命等有著重要的影響 。 因此 ， 高速切削加工除了要求刀具材料具備普通刀具材料的一些基本性能之外 ， 還對刀具材料有更高的要求 ， 主要包括： (1)高的硬度和耐磨性 (2)高的強度和韌性 (3)良好的熱穩(wěn)定性和熱硬性 （ 抗熱疲勞 ） (4)良好的高溫力學性能 （ 高溫強度 、 高溫硬度 、 高溫韌性高等以及材料的熔點高 、 氧化溫度高 、 耐熱性好 、 抗熱沖擊性能強 ） (5)較小的化學親和力 （ 刀具與加工的模具材料 ） 高速銑削加工的關(guān)鍵技術(shù) 要實現(xiàn)高速切削 .刀具材料是關(guān)鍵 。 日前國內(nèi)外用于高速切削的刀具主要有：聚晶立方氮化硼 (PCBN)刀具 、 涂層刀具 、 聚晶金剛石 (PCD)刀具 、 陶瓷刀具 、 和 TiC(N)基硬質(zhì)合金刀具等 。 它們各有特性 。 適應(yīng)不同的工件材料和不同的切削速度范圍 。 二 . 高速銑削對刀具系統(tǒng)的要求 選擇刀具的四大要素： 模具材料、刀具材料、工具幾何形狀、切削條件 高速加工刀具材料 刀具材料的發(fā)展與切削加工高速化的關(guān)系 切削速度（m/min） 2023 1000 500 200 100 50 20 10 1800 1850 1900 1950 2023 年代 碳素工具鋼 合金工具鋼 WC系硬質(zhì)合金 高速鋼 WCTiC系硬質(zhì)合金 涂層硬質(zhì)合金 TiAlN涂層硬質(zhì)合金 DLC涂層硬質(zhì)合金 TiCTiN金屬陶瓷 聚晶立方 氮化硼 （ PCBN） 陶瓷 聚晶金剛石 （ PCD） 刀具材料種類 合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 陶瓷 天然 聚晶金剛石 聚晶立方氮 工具鋼 W18Cr4V YG6 Si3N4 金剛石 PCD 化硼 PCBN 材料性能 硬度 HRC65 HRC66 HRA90 HRA93 HV10000 HV7500 HV4000 抗彎強
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