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机械制造中高速切削加工的应用

  
评论: 更新日期:2015年03月22日

高速切削加工是一种重要的机械制造技术,被广泛的应用在机械制造领域。高速切削加工技术不仅提高了加工的效率,还提高了机械制造产品的质量。通过深入分析机械制造中高速切削加工的应用,不断提高高速切削加工技术,从而推动机械制造必威体育官方网站 的快速发展。本文分析了高速切削加工技术概述和高速切削加工技术的应用领域,阐述了机械制造中高速切削加工的关键技术。
    机械制造中高速切削加工的应用,不仅能够提高模具的精度,确保机械加工的正常使用和高速运转,并且有效地简化机械制造的工作程序,提高工作质量和效率,满足机械加工的需要。机械制造中高速切削加工,推动了机械制造领域的快速发展。
    一、高速切削加工技术概述
    高速切削加工技术是机械制造领域最重要的一项技术,集低耗、优质、高效为一体,高速切削加工技术在机械制造中的应用,解决了机械制造领域的中一系列问题,和传统的切削加工技术相比,给进速度、切削速度都有了明显的提高,并且具有很高的加工精度。高速切削加工是一项综合性的系统工作,主要由高速切削软件系统、高速切削刀具、高效的刀具夹持系统等构成。
    高速切削加工技术有很多的优点,工件变形小、切削力低、切削周期短、去除材料率高,高速切削加工技术的应用主要依据产品所需的几何形状和工件材料,在机械制造中高速切削加工技术也有很多的缺点,高速切削加工技术需要使用大量的刀具,由于速度过快,刀具的磨损严重,经常需要高质量的机床,最重要的是高速切削加工技术需要先进的涂层材料和刀具材料。
    二、高速切削加工技术的应用
    航空航天工业轻合金的加工
    在飞机机械制造业中,航空航天器加工制造最重要的目标是减轻重量,以往是通过焊接或者铆接方式组合构件,用整体制造的方法将大量的细筋和薄壁复杂零件组合起来,将一个实心的毛坯进行整体掏空和切除,去除75%以上的材料,这种切削方式的切除量非常大,浪费了大量的机械材料,增加了很多的切削加工费用,高速切削加工技术很好地解决了这个问题。
    模具制造业
    通常情况下,模具都是由高耐磨性能、高硬度的合金材料加工制造的,具有很高的加工难度,传统的切削加工方式都是采用电火花,技术落后,难以保障生产质量。采用高速切削加工技术加工模具,通过一次完成所有的精加工和粗加工,采用大进给、高转速,极大地提高加工生产效率。
    Ni基高温合金
    Ti 合金(Ti-5Al-5V)和Inconel 718零件的加工,由于这些零件需要很高的加工精度,通常在加工过程中切削速度都很慢,如果采用高速切削加工技术,不仅能够提高零件的加工质量,还能够极大地提高切削加工效率,减轻刀具磨损。
    纤维增强复合材料的加工
    纤维增强复合材料在切削加工过程中,对刀具的磨损很严重,高速切削加工技术可以使用PCD的聚晶金刚石刀具,不仅可以保护刀具,还能够有效地避免层间剥离问题,材料加工质量好,生产效率较高。
    三、机械制造中高速切削加工的关键技术
    高速切削对机床的要求
    机床是进行高速切削加工操作的关键因素和首要条件,高速切削加工技术需要机床具有安全的防护设置、可靠的CNC控制性能、良好的隔热性能和吸振特性、良好的床身刚性和较大的主轴功率、高动态的主轴转速和给进驱动等。
    主轴要具有大扭矩、大功率和高转速
    主轴是高速切削加工机床最重要的核心构件,高速切削加工机床的主轴不仅转速要很高,其运行功率和传递扭矩也要很大,并且还要在高速切削加工过程中要保持良好的热态特性和动态。近年来,新润滑技术和高精度陶瓷轴承的广泛应用,使高速切削加工技术的主轴转速能够达到35000~50000r/min。当前的高速切削加工机床的主轴多采用的是内部冷却循环、油气润滑、精密陶瓷轴承、内置电机的密封结构。
    给进速度高,确保固定数量的刀具每齿给进量
    高速切削加工技术需要很高的给进速度,传统的驱动丝杠已经不能满足机械制造的要求,当前很多高速切削加工机床都采用了大功率电机来直线驱动导轨,将切削加工机床转速从5m/min提高到85~125m/min[3]
    给进系统具有很大的加速度
    高速切削加工过程中,系统给进机床的工作行程通常从十几毫米到几十毫米,在如此短的工作行程中,要确保稳定可靠的高速切削,给进系统不仅要有很大的给进速度,还要具有很大的给进加速度,最大程度地缩短启动-加速-停止的过程,实现安全平稳可靠的切削加工。
    走刀技术
    高速切削加工技术在敞口型的模具区域,要尽量从模具的外型进行走刀,结合模具材料的切削情况进行实时分析,对于没有敞口型的模具,可以采用螺旋形的走刀方式,从局部进行切入,最大程度减少刀具的高速变向,高速切削加工选择单一路径或者回路路径进行切削,在换向时高速切削加工机床要紧急降速,再接着进行加工操作。另外,由于高速切削加工机床具有很大的加速局限性,急动或者急停会影响切削加工机床的稳定运行,并且很可能因为拉刀或者过切在模具拐角的位置发生咬边。

    高速切削加工技术不仅能够提高加工质量,还能够延长刀具使用寿命,提高加工效率,是现代机械制造领域中一种重要的技术。通过分析和研究机械制造中高速切削加工的应用,不断改进高速切削加工技术,有利于推动现代机械制造必威体育官方网站 的快速发展。
 

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