浅谈高速切削的优点及机床如何能满足高速切削

   2020-09-01 互联网赵江凤16660
核心提示:  中国铸造网小编了解到对于对于高速切削有很多的优点,那么机床如何能满足高速切削。本节小编就对此做简
 

  中国铸造网小编了解到对于对于高速切削有很多的优点,那么机床如何能满足高速切削。本节小编就对此做简单的介绍。

        高速切削的讨论在一定程度上仍是混乱的。如何定义高速切削(HSM),目前有许多观点和许多方法。 高速切削的主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本。它主要应用于精加工工序,常常是用于加工淬硬模具钢。另一个目标是通过缩短生产时间和交货时间提高整体竞争力。

  高速切削的目标达到这些目标的主要因素为:  1一次(更少次数)装夹的模具加工。 2通过切削改善模具的几何精度,同时可减少手工劳动和缩短试模时间。 3使用CAM系统和面向车间的编程来帮助制定工艺计划,通过工艺计划提高机床和车间的利用率。

  高速切削的实际优点可保持低温度,这在许多情况下延长了刀具的寿命。另一方面,在高速切削应用中,切削量是浅的,切削刃的吃刀时间特别短。这就是说,进给比热传播的时间快。

  低切削力得到小而一致的刀具弯曲。这与每种刀具和工序所需的恒定的加工余量相结合,是高效和安全加工的先决条件之一。

  由于高速切削中典型的切削深度是浅的,刀具和主轴上的径向力低。这减少了主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损。高速切削和轴向铣削也是良好的组合,它对主轴轴承的冲击小,使用这种方法可以使用悬伸较长的刀具而振动的风险不大。

  小尺寸零件的高生产率切削,如粗加工、半精加工和精加工,在总的材料去除率相对低时有很好的经济性。

  高速切削可在一般精加工中获得高生产率,可获得杰出的表面质量。表面质量常低于Ra 0.2µm。

  使对薄壁零件的切削成为可能。使用高速切削,吃刀时间短,冲击和弯曲减小了。

  模具的几何精度提高了,组装就容易和更快了。无论是什么人,技能如何,都能获得CAM/CNC生产的表面纹理和几何精度。如果花在切削上的时间稍多一些,费时的人工抛光工作可显著减少。常常可减少达60-100%。一些加工,如淬火、电解加工和电火花加工(EDM),可以大大减少。这就可降低投资成本和简化后勤供应。用切削代替电火花加工(EDM),模具使用寿命和质量也得到提高。

  采用高速切削,可通过CAD/CAM很快改变设计,特别是在不需要生产新电极的情况下。由于起始过程有高的加速度和减速度以及停止,导轨、滚珠丝杠和主轴轴承产生相对快的磨损。这常常导致较高的维护成本。需要专门的工艺知识、编程设备和快速传送数据的接口。可能很难找到和挑选高级技术员工。有相当长的调试和出故障时间。加工中无需紧急停止,导致人为错误和软件或硬件故障会产生许多严重后果。必须有良好的加工计划——“向饥饿的机床提供食物”。

  必须有安全保护措施:使用带安全外罩及防碎片盖的机床。避免刀具的大悬伸。不要使用“重”刀具和接杆。定期检查刀具、接杆和螺栓是否有疲劳裂纹。 仅使用注明最高主轴速度的刀具。不要使用整体高速钢(HSS)刀具!

  高速运转的机床首先要求其机构具有高刚性,要能吸收高频振动及高惯性G值,以确保高速切削精密度及稳定度。主轴转速现在已能达到很高的程度,这就要求高速主轴要有良好的润滑及冷却系统且又需符合短小轻薄的原则。作为高速加工的执行机构之一,高速进给机构要求能满足高进给加减速,同时必须达到高精度。因此,伺服电机与滚珠丝杠需无背隙及LOSSMOTION现象的实际传动,方能在高进给切削方面显示出效果;滚珠丝杠机构的设计也要能确保定位精度及防止热变位误差;而Z轴则要求轻量化,因为Z轴上下反应必须灵敏且不会有干涉抖动现象,同时需有特殊电控回路设计,这样Z轴即使在瞬间断电情况下也不会掉下,造成刀具插刀损坏。模具加工一般均为长时间加工,因此在主轴变频器长时间高速运转热量上升,很容易造成电子零件老化,因此电控箱需采用密闭式空调系统,方能确保箱内零件寿命及其稳定性,并防止油污进入。

  CNC数控系统是发出位置指令的单元,要求指令能准确而快速地传递,经过处理后对每个坐标轴发出位置指令,伺服系统必须按照该指令快速驱动刀具或工作台准确地运动。它要求能够快速地处理程序段,能够把其加工误差控制为最小等等。在高速加工应用领域,西门子840D和Fanuc18iMB最具代表性。

  高速切削用的刀具,尤其是高速旋转刀具,从保证加工精度方面以及操作安全方面考虑,都要求刀具及刀柄有更好的质量和性能。对于刀具来说,细长比小于10倍以下较好。这里有碳化钨刀具、CBN刀具和镀钛碳化钨刀具。而对于刀柄来说,要求其动平衡小于2.5G以下,HSK、BBT(BTF-B)和一些专用刀柄就能很好地满足以上要求。

  专业化的CAD/CAM软件要求有精密的路径计算方式,除可精确地达到3DProfile的准确度要求,同时更可达到减少放电工序,甚至不用抛光就可达到表面质量要求。它必须能产生良好切削路径,使切削量稳定,不但提升加工效率,而且可以延长刀具寿命并节省刀具成本。介于设计软件的多样化,它需具有与其他软件良好的转档兼容性,可轻松地将其他软件转档的图档承接而不失真,即使有小破洞或段差亦能在内建的2D、3DCAD中快速修复,为使用者把住漏洞,掌握时效。中国铸造网小编推荐大家登录中国铸造网技术文献频道查看更多铸造知识。

 
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