1.高速銑削的一般特征
高速銑削一般采用高的銑削速度,適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量,小的徑向和軸向銑削深度,銑削時(shí),大量的銑削熱被切屑帶走,因此,工件的表面溫度較低。
隨著銑削速度的提高,銑削力略有下降,表面質(zhì)量提高,加工生產(chǎn)率隨之增加。但在高速加工范圍內(nèi),隨銑削速度的提高會加劇刀具的磨損。由于主軸轉(zhuǎn)速很高,切削液難以注入加工區(qū),通常采用油霧冷卻或水霧冷卻方法。下所示為銑削速度對加工性能的影響。
2. 高速銑削的優(yōu)點(diǎn)
由于高速銑削的特性,高速銑削工藝相對常規(guī)加工具有以下一些優(yōu)點(diǎn):
(1)提高生產(chǎn)率
銑削速度和進(jìn)給速度的提高,可提高材料去除率。同時(shí),高速銑削可加工淬硬零件,許多零件一次裝夾可完成粗、半精和精加工等全部工序,對復(fù)雜型面加工也可直接達(dá)到零件表面質(zhì)量要求,因此,高速銑削工藝往往可省卻電加工、手工打磨等工序,縮短工藝路線,進(jìn)而大大提高加工生產(chǎn)率。
(2)改善工件的加工精度和表面質(zhì)量
高速銑床必須具備高剛性和高精度等性能,同時(shí)由于銑削力低,工件熱變形減少,高速銑削的加工精度很高。銑削深度較小,而進(jìn)給較快,加工表面粗糙度很小,銑削鋁合金時(shí)可達(dá)Ra0.4~0.6μm,銑削鋼件時(shí)可達(dá)Ra0.2~0.4μm。
(3)實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)零件加工
高速切削可使飛機(jī)大量采用整體結(jié)構(gòu)零件,明顯減輕部件重量,提高零件可靠性、減少裝配工時(shí)。
(4)有利于使用直徑較小的刀具
高速銑削較小的銑削力適合使用小直徑的刀具,可減少刀具規(guī)格,降低刀具費(fèi)用。
(5)有利于加工薄壁零件和高強(qiáng)度、高硬度脆性材料
高速銑削銑削力小,有較高的穩(wěn)定性,可高質(zhì)量地加工出薄壁零件,采用高速銑削可加工出壁厚0.2mm, 壁高20mm的薄壁零件。高強(qiáng)度和高硬度材料的加工也是高速銑削的一大特點(diǎn),目前,高速銑削已可加工硬度達(dá) HRC60 的零件,因此,高速銑削允許在熱處理以后再進(jìn)行切削加工,使模具制造工藝大大簡化。
(6)可部分替代其他某些工藝,如電加工、磨削加工等
由于加工質(zhì)量高,可進(jìn)行硬切削,在許多模具加工中,高速銑削可替代電加工和磨削加工。
(7)經(jīng)濟(jì)效益顯著提高
由于上述種種優(yōu)點(diǎn),綜合效率提高、質(zhì)量提高、工序簡化、機(jī)床投資和刀具投資以及維護(hù)費(fèi)用增加等,高速銑削工藝的綜合經(jīng)濟(jì)效益仍有顯著提高。
3.高速銑削的問題
高速銑削是一項(xiàng)新技術(shù),尚存在許多不足值得改進(jìn),包括:
(1)高速銑削機(jī)床較昂貴, 對刀具的切削性能、 精度和動平衡等要求較高, 固定資產(chǎn)投資較大,刀具費(fèi)用也會提高;
(2)加減速度時(shí),加速度較大,主軸的啟動和停止加劇了導(dǎo)軌、滾珠絲桿和主軸軸承磨損,引起維修費(fèi)用的增加;
(3)需要特別的工藝知識,專門的編程設(shè)備,快速數(shù)據(jù)傳輸接口;
(4)缺乏高級的操作人員;
(5)調(diào)試周期較長;
(6)緊急停止實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)!人工錯誤、硬件或軟件錯誤都會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果;
(7)安全要求很高:機(jī)床必須使用具有防彈功能的防護(hù)板和防彈玻璃;必須控制刀具伸出量;不要使用“重的”刀具和刀桿。要定期檢查刀具、刀桿和螺釘?shù)钠诹芽p。選擇刀具時(shí)必須注意許用的較大主軸轉(zhuǎn)速,不使用整體高速鋼刀具。
4.高速銑削的應(yīng)用
高速銑削具有很多優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用越來越廣泛,但也存在一些不足,因此,必須選擇適合高速銑削的領(lǐng)域應(yīng)用該技術(shù)。下表列出了高速銑削一些應(yīng)用范圍。
高速銑削在許多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用,如:飛機(jī)的蜂窩結(jié)構(gòu)件必須采用高速銑削技術(shù)才能保證加工質(zhì)量、梁、框、壁板等零件加工余量特別大,高速銑削可提高生產(chǎn)率,發(fā)動機(jī)的葉片采用高速銑削可解決材料難加工問題,等等;絕大部分模具均可利用高速銑削技術(shù)加工,如鍛模、壓鑄模、注塑與吹塑模等,鍛模腔體較淺,刀具壽命較長;壓鑄模尺寸適中,生產(chǎn)率較高,注塑與吹塑模一般尺寸較小,比較經(jīng)濟(jì)。加工模具的石墨電極和銅電極也非常適用高速銑削;高速銑削也適用于模具的快速原型制造;電子產(chǎn)品中的薄壁結(jié)構(gòu)加工尤其需
要高速加工。汽車發(fā)動機(jī)零件也是高速銑削的應(yīng)用領(lǐng)域。此外,高速銑削也可用于原型制造。
5.高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)
高速切削是制造技術(shù)中引人注目的一項(xiàng)新技術(shù),其應(yīng)用面廣,對制造業(yè)的影響大。高速切削技術(shù)是新材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和制造技術(shù)等多項(xiàng)新技術(shù)綜合應(yīng)用發(fā)展的結(jié)果。高速切削主要包括以下幾方面的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù):
高速切削機(jī)理;
高速切削刀具技術(shù);
高速切削機(jī)床技術(shù);
高速切削工藝技術(shù);
高速加工的測試技術(shù)等。
高速切削所包含的技術(shù)如下面的框圖:
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