高效高速加工技术

   2020-09-01 互联网中国铸造网8310
核心提示:在航宇制造业,许多大型复杂金属整体结构件采用常规加工工艺路线,通常先在普通数控MC机床上完成粗加工与半
在航宇制造业,许多大型复杂金属整体结构件采用常规加工工艺路线,通常先在普通数控MC机床上完成粗加工与半粗加工后卸下,转序并装夹到高速五轴数控MC机床上进行半精加工和最终精加工。这种加工工艺路线,存在有明显的不足:

(1)工件需要二次装夹和重新定位,且这些大型工件装夹、调整和定位操作往往是既困难又费时的,增加了不少非切削加工时间,还带来二次装夹定位误差。

(2)转序加工就意味着需要工序间辅助时间,还可能需要待工,增长了零件交付时间。

(3)由于构件尺寸大,结构复杂,装夹、调整和定位操作需要有较高技能的操作者,增加了产品制造劳力费用。

(4)加工一个零件往往需有多种、多台不同加工设备来完成,增加了设备的台数和生产厂房占地面积,加重了企业的资金投入,同时也就增高了零件加工成本费用。

因此,航宇制造企业急需一种能实现多工序复合加工、切削加工效率高与费用低廉的大中型复杂整体构件切削加工技术。随着高速数控加工设备、切削刀具和高速切削工艺等技术的发展与进步,特别是高性能五轴联动高速数控机床在现代制造企业中的广泛使用,使得人们有可能创新性地在同一台高速数控机床上通过一次装夹工件就能“高效率”地连续完成大型复杂整体结构件粗精(可含半粗或与半精)高速切削加工,使一台高速数控机床进行多工序复合加工,以实现取得和高生产率的专用组合机床那样的等同切削加工效果,从根本上解决前述采用常规加工工艺路线所产生的问题。

这种在同一台高速数控机床(如五轴联动的高速数控MC机床或车铣复合加工中心机床等)上连续进行高效粗加工或半粗加工和高速精加工或半精加工的切削加工技术被称为“高效高速加工”技术,或称“高生产率加工”技术,也被称为“高性能加工”技术。

高效高速切削加工效率也是通过金属切除率来评估,即通过高效加工与高速加工切削加工时的mrr进行评估。可以由以下公式确定:

对铣削加工有:

mrr=aeapF×10-3=aeapzfZn×10-3(cm3/min)

式中,ae:切宽WOC(径向切深,RadialDepthofcut),mmap:切深DOC(轴向切深,AxialDepthofcut),mmfZ:每齿进给量,mm/rz:刀具齿数n:主轴转速,r/minF:加工进给率或加工进给速度,且F=nfZz(mm/min)。

对车削加工有:

mrr=aeVCfZ=aeπDfZn×10-3(cm3/min)

式中,VC:切削速度,m/minfZ:刀刃进给量,mm/rD:工件切削直径,mm。

通常,高效加工应用场合的金属切除率为典型高速加工应用场合mrr的2~5倍。目前,对铝合金材的高效高速切削加工中,典型高速加工时mrr已达700~1000cm3/min,钛合金材可达50~100cm3/min。

高速铣刀、高速刀具,请参考深圳三工数控工具

 
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