|
高速加工及其刀具選用
（作者未知） 2009/7/31
高速加工(HSM)通常指的是在合理的速度和較高的表面進(jìn)給速度下進(jìn)行的立銑加工。例如，在鋁制飛機(jī)框架部分掏糟的特形銑削加工中，材料去除率很高，這種加工就是高速加工。在過(guò)去60年的時(shí)間里，高速加工已經(jīng)在很寬范圍的金屬和非金屬工件材料上得到應(yīng)用，包括對(duì)要求采用特定表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的零部件進(jìn)行的生產(chǎn)以及硬度為50HRC或50HRC以上材料進(jìn)行的加工。
1. 高速加工是制造業(yè)發(fā)展的需要
1. 為了存續(xù) 市場(chǎng)上日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)一直都在不斷設(shè)定新的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)時(shí)間和成本效益的要求變得越來(lái)越高。這已經(jīng)迫使人們必須開(kāi)發(fā)新的過(guò)程和生產(chǎn)技術(shù)。高速加工為此提供了希望和解決途徑。
2. 材料 新材料和難加工材料的發(fā)展更加突出了開(kāi)辟新的加工方法的必要性。航空工業(yè)采用自己的專用耐熱和不銹鋼合金。汽車工業(yè)具有不同的雙金屬?gòu)?fù)合材料、密實(shí)石墨鐵以及用量越來(lái)越大的鋁材。模具行業(yè)主要要面臨的問(wèn)題是加工高度淬火的工具鋼，從粗加工直到精加工。
3. 質(zhì)量 對(duì)零部件或產(chǎn)品質(zhì)量提出較高要求是激烈競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。如果將高速加工技術(shù)適當(dāng)應(yīng)用，則可以在這方面提供解決方案�？梢蕴娲謩�(dòng)精加工就是一個(gè)實(shí)例。特別是對(duì)于具有復(fù)雜三維幾何形狀的模具或零部件，這一點(diǎn)尤其如此。
4. 工藝 通過(guò)高速加工，可以在很大程度上滿足這樣的需求，即通過(guò)減少裝夾次數(shù)和簡(jiǎn)化流程(后勤)而縮短加工時(shí)間。在模具行業(yè)中一個(gè)典型的目標(biāo)是通過(guò)一次裝夾而對(duì)完全硬化的小尺寸模具完全加工好。通過(guò)高速加工還可以減少甚至免除成本高昂而費(fèi)時(shí)的EDM(電火花加工)過(guò)程。
5. 結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā) 在當(dāng)今的競(jìng)爭(zhēng)中，其中一個(gè)主要特點(diǎn)就是利用新穎方面的價(jià)值而出售產(chǎn)品。汽車的平均產(chǎn)品使用壽命周期為4年，計(jì)算機(jī)及其附件為1.5年，手機(jī)為3個(gè)月……。這些結(jié)構(gòu)方面的快速發(fā)展以及產(chǎn)品方面的迅速發(fā)展其前提之一就是高速加工技術(shù)。
6. 復(fù)雜的產(chǎn)品 在零部件方面，多功能表面越來(lái)越多、諸如一個(gè)新的蝸輪葉片結(jié)構(gòu)就既具有新穎的，也具有優(yōu)化的功能和特征。早期的設(shè)計(jì)中，可以用手或機(jī)器人(機(jī)械手)進(jìn)行拋光處理。而采用新型、較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的蝸輪葉片就必須通過(guò)機(jī)加工進(jìn)行拋光，并最好是采用高速加工方式。還有越來(lái)越多需要進(jìn)行機(jī)加工的薄壁工件(醫(yī)療設(shè)備、電子元件、國(guó)防產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)零件等)實(shí)例。
7. 生產(chǎn)設(shè)備 切削材料、夾具、機(jī)床、控制器等的強(qiáng)勁發(fā)展，特別是CAD/CAM以及設(shè)備等方面的發(fā)展，開(kāi)辟了只能用新生產(chǎn)方法和技術(shù)才能滿足相應(yīng)要求的可能性。
2. 高速加工的含意
1. 高速加工的原始定義 索羅門理論“采用較高的切削速度”在1931年獲得了一項(xiàng)德國(guó)專利，在該理論中他指出：“在一定的切削速度(比常規(guī)加工高5～10倍)下，在切削刃處的切屑去除溫度將會(huì)開(kāi)始降低……(附圖)。”結(jié)論是：“這種高速加工將有可能，在較高的切削速度下采用普通刀具進(jìn)行加工而提高生產(chǎn)率……�！�
很遺憾，現(xiàn)代研究卻沒(méi)有能夠完全證實(shí)該理論�，F(xiàn)實(shí)中確實(shí)存在這樣的現(xiàn)象，即對(duì)于不同的材料，在以一定的切削速度進(jìn)行切削的切削刃上，溫度有相對(duì)的降低。對(duì)于鋼和鑄鐵而言，這種溫度降低的程度較小。而對(duì)于鋁和其他非鐵金屬材料，這種溫度降低的程度較高。因此高速加工的定義必須基于其他因素。
有關(guān)高速加工的討論在某些程度上是混淆的。如今存在許多意見(jiàn)、許多說(shuō)法和許多不同的方式來(lái)定義高速加工。
2. 真實(shí)的切削速度 由于切削速度既與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，也與刀具直徑有關(guān)，因此高速加工應(yīng)該被定義為超出一定水準(zhǔn)的“真實(shí)的切削速度”。切削速度和進(jìn)給速度之間的線性關(guān)系導(dǎo)致了“進(jìn)給速度與轉(zhuǎn)速成正比”的關(guān)系。如果選用較小的刀具直徑進(jìn)行加工，則進(jìn)給速度甚至?xí)撸瑮l件是各個(gè)刀齒的進(jìn)給速度以及刀齒的數(shù)量是不變的。為了對(duì)刀具直徑較小作出補(bǔ)償，必須提高轉(zhuǎn)速，以維持相同的切削速度，而轉(zhuǎn)速提高卻又導(dǎo)致了vf較高。
3. 較淺的切痕 對(duì)于高速加工應(yīng)用而言，非常典型而必要的是切削深度ae和ap以及平均切屑厚度hm，與常規(guī)機(jī)加工相比要小得多。因此材料去除率Q也要比常規(guī)機(jī)加工中小得多。例外的情況發(fā)生在鋁材、其他非鐵材料的加工以及各種材料的精加工和超精加工中。
3. 高速加工的應(yīng)用條件
在進(jìn)行高速加工應(yīng)用時(shí)，必須采用具有特定結(jié)構(gòu)和可選項(xiàng)的剛性高、專門設(shè)計(jì)的機(jī)床和控制器。生產(chǎn)設(shè)備都必須針對(duì)高速加工的特定過(guò)程而設(shè)計(jì)。
還必須使用高級(jí)編程技術(shù)，其中要具有最合適的刀具路徑。確保各個(gè)工序和刀具的恒定切屑去除量是進(jìn)行高速加工的一個(gè)前提，并是高生產(chǎn)率和過(guò)程安全性的一個(gè)基本準(zhǔn)則。特定的切削和夾緊刀具也是這類加工的一個(gè)必備條件。
4. 高速加工對(duì)縣的選用
在模具行業(yè)，高速加工技術(shù)中適合的粗加工（未完，下一頁(yè)）
|
|
相關(guān)專業(yè)論文
|
|
|
推薦專業(yè)論文
|
|
|
|
|
|