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高速銑削加工技術(shù)的應(yīng)用認(rèn)識(shí),高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?你都了解嗎?
在制造行業(yè),對(duì)高速銑削加工技術(shù)普遍存在如下等較多的錯(cuò)誤觀念:
高速銑削加工技術(shù)只是一臺(tái)配了高轉(zhuǎn)速主軸的銑床
主軸轉(zhuǎn)速越高,加工速度就越快
高速銑床是一種新的科技,只是為了取代一般的傳統(tǒng)銑床
20,000 轉(zhuǎn)的主軸已足夠模具生產(chǎn)之需求
高速銑削只是軸向服務(wù)器加大加快
高速銑削只能加工電極
………
事實(shí)上,高速銑削是一種新的技術(shù)與應(yīng)用哲學(xué):
要想要發(fā)揮出高速切削的效能,就必須個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)的緊密配合,如果有其中一個(gè)環(huán)節(jié)搭配不佳,將無(wú)法發(fā)揮高速切削的效能。
高速的刀桿與刀具
高速的主軸
高動(dòng)力的XYZ軸
高速的CNC控制器
高速的程序策略
高速切削時(shí)的情況
隨著轉(zhuǎn)速增加到一定程度時(shí),則刀具的溫度和切削力反而會(huì)逐漸下降。這種現(xiàn)象被用在了高速銑削技術(shù)中。
高速切削是制造技術(shù)中引人注目的一項(xiàng)技術(shù),其應(yīng)用面廣。高速切削的關(guān)鍵技術(shù)包括:
??1. 高速切削機(jī)床技術(shù)
??高速機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速加工的前提和基本條件,高速機(jī)床技術(shù)簡(jiǎn)介如下。
??(1)高速主軸單元
??高速主軸單元包括動(dòng)力源、主軸、軸承和機(jī)架四個(gè)主要部分,是高速加工機(jī)床的核心部件。在很大程度上決定了機(jī)床所能達(dá)到的切削速度、加工精度和應(yīng)用范 圍。高速主軸單元的性能取決于主軸的設(shè)計(jì)方法、材料、結(jié)構(gòu)、軸承、潤(rùn)滑冷卻、動(dòng)平衡、噪聲等多項(xiàng)相關(guān)技術(shù),其中一些技術(shù)又是相互制約的,包括高轉(zhuǎn)速和高剛 度的矛盾、高速度和大轉(zhuǎn)矩的矛盾等等。
??因此,提高主軸轉(zhuǎn)速和精度是一項(xiàng)很困難的工作,設(shè)計(jì)和制造高速主軸必須綜合考慮滿足多方面的技術(shù)要求。高速主軸一般做成電主軸的結(jié)構(gòu)形式,其關(guān)鍵技術(shù)包括高速主軸軸承、無(wú)外殼主軸電動(dòng)機(jī)及其控制模塊、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)、主軸刀柄接口和刀具夾緊方式以及刀具動(dòng)平衡等等。
??(2)高速進(jìn)給系統(tǒng)
??進(jìn)給系統(tǒng)的高速性也是評(píng)價(jià)高速機(jī)床性能的重要指標(biāo)之一,不僅對(duì)提高生產(chǎn)率有重要意義,而且也是維持高速加工刀具正常工作的必要條件。對(duì)高速進(jìn)給系統(tǒng)的要求不僅僅能夠達(dá)到高速運(yùn)動(dòng),而且要求瞬時(shí)達(dá)到高速、瞬時(shí)準(zhǔn)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(jìn)給系統(tǒng)包括進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、滾動(dòng)元件導(dǎo)向技術(shù)、高速測(cè)量與反饋控制技術(shù)和其他周邊技術(shù),如冷卻和潤(rùn)滑、防塵、防切屑、降噪及安全技術(shù)等。
??目前常用的高速進(jìn)給系統(tǒng)有三種主要的驅(qū)動(dòng)方式:高速滾珠絲杠、直線電動(dòng)機(jī)和虛擬軸機(jī)構(gòu)。和高速進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的還有工作臺(tái)(拖板)、導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)制造技術(shù)等等。
??(3)CNC 控制系統(tǒng)
??相對(duì)而言,現(xiàn)有的控制系統(tǒng)對(duì)超高速機(jī)床所需的進(jìn)給率來(lái)說(shuō)是顯得太慢了,超高速機(jī)床要求其CNC 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理時(shí)間要快得多,高的進(jìn)給速率要求CNC 系統(tǒng)有很高的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理速率,而且還應(yīng)有較大的程序存儲(chǔ)量。CNC 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括快速處理刀具軌跡、預(yù)先前饋控制、反應(yīng)的伺服系統(tǒng)等。
??(4)床身、立柱和工作臺(tái)
??高速機(jī)床設(shè)計(jì)的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),是如何在降低運(yùn)動(dòng)部件慣量的同時(shí),保持基礎(chǔ)支承部件高的靜剛度、動(dòng)剛度和熱剛度。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助工程的方法用有限元法和 優(yōu)化設(shè)計(jì),能獲得減輕重量、提高剛度的床身、立柱和工作臺(tái)結(jié)構(gòu)。為獲得較好的動(dòng)態(tài)性能,有些高速機(jī)床床身由聚合物混凝土材料制成。
??(5)切屑處理和冷卻系統(tǒng)
??高速切削過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的切屑,單位時(shí)間內(nèi)高的切屑切除量需要高效的切屑處理和清除裝置。高壓大流量的切削液不但可以冷卻機(jī)床的加工區(qū),而且也是一種 行之有效的清理切屑的方法,但它會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。切削液的使用并不是對(duì)高速切削的任何場(chǎng)合都適用。例如對(duì)抗熱沖擊性能差的刀具.在有些情況下,切 削液反而會(huì)降低刀具的使用壽命,這時(shí)可采用干切削,并用吹氣或吸氣的方法進(jìn)行清理切屑的工作。
??(6)安全裝置
??機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的高速運(yùn)動(dòng)、大量高速流出的切屑以及高壓噴灑的切削液等等,都要求高速機(jī)床要有一個(gè)足夠大的密封工作空間。刀具破損時(shí)的安全防護(hù)尤為重 要,工作室的倉(cāng)壁一定要能吸收噴射部分的能量。此外防護(hù)裝置必須有靈活的控制系統(tǒng),以保證操作人員在不直接接觸切削區(qū)的情況下的操作安全。
??2. 高速切削刀具
??高速切削刀具技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。生產(chǎn)實(shí)踐證明,阻礙切削速度提高的關(guān)鍵因素是切削刀具是否能承受越來(lái)越高的切削溫度。高速切削刀具與 普通加工的刀具有很大不同。目前,在高速切削中使用的刀具有硬質(zhì)合金、聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)、陶瓷等材料。
??3. 高速切削的工藝技術(shù)
??高速切削的工藝技術(shù)也是成功進(jìn)行高速加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。切削方法選擇不當(dāng),會(huì)使刀具加劇磨損,完全達(dá)不到高速加工的目的。高速切削的工藝技術(shù)包括切削方法和切削參數(shù)的選擇優(yōu)化,對(duì)各種不同材料的切削方法、刀具材料和刀具幾何參數(shù)的選擇等。
??(1)切削方法和切削參數(shù)的選擇與優(yōu)化
??在高速切削中,必須對(duì)切削方法和切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇。其中包括優(yōu)化切削刀具控制,如刀具接近工件的方向、接近的角度、移動(dòng)的方向和切削過(guò)程(順銑還是逆銑)等。
??(2)對(duì)各種不同材料的切削方法
??切削鋁、銅等輕合金,與切削鋼和鑄鐵以及切削難加工合金鋼,由于切削機(jī)理不同,除了刀具材料和刀具幾何參數(shù)的選擇外,在切削過(guò)程中還要采取不同的切削策略才能得到較好的切削效果。根據(jù)不同加工材料來(lái)研究高速切削工藝方法,也是高速切削工藝技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一。
??(3)刀具材料和刀具幾何參數(shù)的選擇
??在研究高速切削工藝技術(shù)中,切削方法和技術(shù)必須緊密結(jié)合刀具材料和刀具幾何參數(shù)的選擇綜合進(jìn)行。 高速切削工藝技術(shù)研究是一項(xiàng)很有意義的工作。實(shí)踐證明,如果只有高速機(jī)床和刀具而沒有良好的工藝技術(shù)作指導(dǎo),昂貴的高速加工設(shè)備也不能充分發(fā)揮作用。高速 切削的工藝技術(shù)和傳統(tǒng)的工藝方法有很大差別,至今還遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)工藝方法那樣成熟和普及。這一點(diǎn)是高速機(jī)床應(yīng)用中要特別加以注意的問(wèn)題。
高速切削熱源的分散比率
高速銑削(HSM)和高效能銑削(HPM)加工理念
例:粗加工淬硬鋼,材料硬度 >55HRC
高速銑削的應(yīng)用范圍
1)為了與主軸規(guī)格相匹配,保證加工的穩(wěn)定性和安全起見,刀具直徑不超過(guò)16mm(HSK-E40)。
2)與傳統(tǒng)銑削相比,高速銑削的切削去除率相對(duì)比較小,對(duì)于小零件和模具加工應(yīng)用非常適合。
3)可應(yīng)用于薄片加工、微細(xì)加工等等新的加工應(yīng)用。
4)是軟材或超硬材料的新理念加工工法。
例: 鋁件,壁厚為0.5mm,如果沒有高速銑削技術(shù)該零件可能無(wú)法生產(chǎn)。
1. 高速配合的刀桿與刀具
實(shí)際上,并不是機(jī)器在做切削,而是刀具!刀具就像汽車的輪胎,是汽車中唯一接觸地面的零件。在賽車中良好與合適的輪胎是致勝的關(guān)鍵,刀具的選擇及加工條件可以依照刀具商所提供的資料, 但使用者仍需依實(shí)際加工情況予以調(diào)整。
選擇刀具的標(biāo)準(zhǔn):
直徑(根據(jù)工件幾何尺寸、精度)
類型(粗加工、精加工、開槽、3D輪廓、邊緣加工…)
形狀(球刀、圓鼻刀、多刃銑刀 ..)
材料(高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼CBN)
刀具涂層 (TiN、TiCN、TiAlN …)
品質(zhì)(徑向跳動(dòng),形狀精度, 動(dòng)平衡, 剛性)
2. 高速主軸
實(shí)際上,高速的主軸就像F1賽車內(nèi)的引擎高轉(zhuǎn)速與高動(dòng)力。
主軸大略可分為兩種規(guī)格:
1)有軸承的=> 高扭力,目前最高速度能達(dá)到5.4萬(wàn)轉(zhuǎn)。
2)無(wú)軸承的(氣體帶動(dòng))=>低扭力,但轉(zhuǎn)速非常快(>100krpm) 。
高扭力容許較大材料的切削,使用較大的刀具與較硬的材料。高轉(zhuǎn)速容許較快的切削速率與達(dá)到HSM的效果。
3. 高動(dòng)態(tài)性能的各軸
實(shí)際上,機(jī)器本身的床臺(tái)結(jié)構(gòu)就好比車子的底盤,強(qiáng)壯安全的吸收沖擊與震動(dòng)。
傳統(tǒng)的硬軌可以通過(guò)機(jī)臺(tái)上的調(diào)整來(lái)獲得較佳的精度,但是它無(wú)法達(dá)到線性滑軌所能達(dá)到的高速加工。高速的各軸及堅(jiān)固的床身結(jié)構(gòu),加速度是關(guān)鍵因素,高加速度的各軸減少時(shí)間上的浪費(fèi),更好的切削表面,刀具磨損低。
4.高速銑削控制器CNC
實(shí)際上,控制器如同駕駛員,它的操作技能決定了賽車的勝負(fù)它需要有前瞻性、靈敏度和快速的反應(yīng)能力。
5. 高速銑削的CAM加工策略
實(shí)際上,有許多條路可以從一點(diǎn)到達(dá)下一個(gè)點(diǎn),可是所有的路徑都會(huì)在速度,表面等產(chǎn)生不同的效果。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于機(jī)械制造的知識(shí)技巧了,學(xué)習(xí)以上的高速銑削加工技術(shù)的應(yīng)用認(rèn)識(shí),高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?你都了解嗎?知識(shí),對(duì)于機(jī)械制造的幫助都是非常大的,這也是新手學(xué)習(xí)機(jī)械制造所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問(wèn)題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù),我們會(huì)有專業(yè)的人士來(lái)為您解答。
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