1.高速銑削的一般特征( w5 [3 G4 V* \, a
高速銑削一般采用高的銑削速度,適當?shù)倪M給量,小的徑向和軸向銑削深度,銑削時,大量的銑削熱被切屑帶走,因此,工件的表面溫度較低。
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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。% O7 L% g/ `! a' u
3 ~ J* K) b- J1 |, ~1 u2. 高速銑削的優(yōu)點
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+ |. _1 |9 R q% @6 E5 W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:/ V3 E( b) M$ R3 v c) A3 f
# K( g* c1 X/ g2 a( q5 e(1)提高生產(chǎn)率8 S. u" `7 G, g+ e
銑削速度和進給速度的提高,可提高材料去除率。同時,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,對復雜型面加工也可直接達到零件表面質(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,進而大大提高加工生產(chǎn)率。. Q. V ?" x9 [! W: D7 i& }$ Z
4 i8 [4 J, \) U, Q) p& w6 M9 Z(2)改善工件的加工精度和表面質(zhì)量
0 a, }* w7 V n! e- s' t3 L高速銑床必須具備高剛性和高精度等性能,同時由于銑削力低,工件熱變形減少,高速銑削的加工精度很高。銑削深度較小,而進給較快,加工表面粗糙度很小,銑削鋁合金時可達Ra0.4~0.6μm,銑削鋼件時可達Ra0.2~0.4μm。. k0 u- `+ c8 e" e6 T% b
; Z% Q$ d0 { `* I7 B& b* h(3)實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)零件加工
# S, r* d$ @% ] a高速切削可使飛機大量采用整體結(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。; s* L* d' @/ W
i- t% h& Q8 x+ |(4)有利于使用直徑較小的刀具
0 S: O' h$ t. k* _7 t3 ^. R( N5 T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,降低刀具費用。0 n3 h# r- N9 y
; f) x3 m9 c& ?/ o(5)有利于加工薄壁零件和高強度、高硬度脆性材料& M. b$ S2 r$ b2 w3 O, X
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。高強度和高硬度材料的加工也是高速銑削的一大特點,目前,高速銑削已可加工硬度達 HRC60 的零件,因此,高速銑削允許在熱處理以后再
! }! J5 t& Z, s+ x& f8 |進行切削加工,使模具制造工藝大大簡化。
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' d% S" b) _: O(6)可部分替代其他某些工藝,如電加工、磨削加工等) k2 E/ Z1 Y2 w% N. K
由于加工質(zhì)量高,可進行硬切削,在許多模具加工中,高速銑削可替代電加工和磨削加工。
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! t% `7 e8 c6 v# T# g$ ?$ o+ }" k' j(7)經(jīng)濟效益顯著提高
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由于上述種種優(yōu)點,綜合效率提高、質(zhì)量提高、工序簡化、機床投資和刀具投資以及維護費用增加等,高速銑削工藝的綜合經(jīng)濟效益仍有顯著提高。, d/ G' g. R8 A$ H& S. ?* ~9 Q
2 M* O. w. r- T( ^6 _3.高速銑削的問題: T8 g. l" o% l! Y' H
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高速銑削是一項新技術(shù),尚存在許多不足值得改進,包括:
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$ D3 h% t1 {- l$ s' I% a1 U(1)高速銑削機床較昂貴, 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,刀具費用也會提高;
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(2)加減速度時,加速度較大,主軸的啟動和停止加劇了導軌、滾珠絲桿和主軸軸承磨損,引起維修費用的增加;+ G1 I5 k9 j; ~4 ]
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(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;
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(4)缺乏高級的操作人員;
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p( T7 x* ~% R4 E8 X5 c3 }) ?(5)調(diào)試周期較長;
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(6)緊急停止實際上不可能實現(xiàn)!人工錯誤、硬件或軟件錯誤都會導致嚴重的后果;8 x$ `+ G8 z( c/ J+ |
5 `+ e% c5 ^ d4 g* Q7 G3 I(7)安全要求很高:機床必須使用具有防彈功能的防護板和防彈玻璃;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。選擇刀具時必須注意許用的最大主軸轉(zhuǎn)速,不使用整體高速鋼刀具。
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4.高速銑削的應(yīng)用1 l2 S6 r* p/ s8 S2 X2 t4 S' W5 U) W
! A+ K: \: {4 e: m+ y高速銑削具有很多優(yōu)點,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。
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O4 U/ g$ ~( `: V- `1 u! F& R/ w高速銑削在許多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用,如:飛機的蜂窩結(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
6 S% \! e/ Z4 g. u7 o5 I; Y, f9 N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。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5 {# |6 I t3 H, s0 M7 B, `5 _! d
要高速加工。汽車發(fā)動機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。
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5.高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)3 |- r/ y0 |/ }4 T: G' g7 F
+ j: J1 L F' J5 T0 w3 ]1 U高速切削是制造技術(shù)中引人注目的一項新技術(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)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)和精密制造技術(shù)等多項新技術(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):% `; Y' j2 |) \9 @4 `6 n7 p
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高速切削機理;
4 m x f% r+ d( j- f( z0 c: a/ A高速切削刀具技術(shù);. Y9 P4 x+ _8 q9 `) r4 D8 l
高速切削機床技術(shù);. D5 C: L% p F8 e% Z! T
高速切削工藝技術(shù);& c9 X% f' N7 T
高速加工的測試技術(shù)等。$ ~. l4 q9 h! h
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- B" ?8 P7 R- Y高速切削所包含的技術(shù)如下面的框圖:
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