高速切削發(fā)展的主要經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素
市場(chǎng)上日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致不斷設(shè)置新的標(biāo)準(zhǔn)铜殉。對(duì)時(shí)間和成本效率的要求越來(lái)越高。這就迫使新工藝和生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展存睬。高速切削提供了希望和解決方案……
材料 新的更難加工的材料已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了發(fā)現(xiàn)新的切削解決方案的必要性郊察。航空航天業(yè)的心臟是用耐熱合金鋼和不銹鋼制造的。汽車工業(yè)使用了不同的雙金屬材料栽逸、小石墨鑄鐵(Compact Graphite Iron)酷窥,并增加了鋁的用量。模具制造業(yè)必須面對(duì)切削高硬度的淬火鋼的問(wèn)題伴网,從粗加工到精加工蓬推。
質(zhì)量 對(duì)質(zhì)量的高要求是空前激烈的競(jìng)爭(zhēng)所導(dǎo)致的結(jié)果。
高速切削如果使用得正確澡腾,可以在這個(gè)領(lǐng)域提供一些解決方案沸伏。 替代手工精加工是一個(gè)例子,這對(duì)有復(fù)雜3D槽形的模具尤為重要动分。
工藝 對(duì)加工時(shí)間更短的要求 -只需很少幾次裝卡和簡(jiǎn)化的物流(后勤)的要求在大部分情況下可由高速切削解決毅糟。模具制造業(yè)內(nèi)的一個(gè)典型要求是在一次裝卡中完成所有完全淬火小零件的切削。使用高速切削澜公,可以減少和免除費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的EDM(放電加工)加工姆另。
設(shè)計(jì)與發(fā)展 今日競(jìng)爭(zhēng)中的主要方法之一是銷售新奇的產(chǎn)品。現(xiàn)在小汽車的平均生命周期是4年坟乾,計(jì)算機(jī)和配件1年半迹辐,手機(jī)3個(gè)月……這種快速的改變式樣和快速的開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的發(fā)展的先決條件是高速切削技術(shù)。
復(fù)雜產(chǎn)品 零件多功能表面增加了糊渊,例如新設(shè)計(jì)的渦輪機(jī)葉片有新的和優(yōu)化的特性與功能旋钓。早期的設(shè)計(jì)允許用手工或機(jī)器人(機(jī)械手)來(lái)拋光。有新的舆骚、復(fù)雜的形狀的渦輪機(jī)葉片必須通過(guò)切屑來(lái)拋光,最好是用高速切削拋光蔚分。有越來(lái)越多的薄壁工件必須用切削進(jìn)行精加工的例子(醫(yī)療設(shè)備悉歼、電子、國(guó)防產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)零件)洁操。
產(chǎn)品設(shè)備 切削材料打气、刀柄、機(jī)床蛋揖、控制件巡住,特別是CAD/CAM特性與設(shè)備的巨大發(fā)展就可能滿足一些要求,這些要求是新的生產(chǎn)方法和技術(shù)提出的溶孽,是必須滿足的趴贝。
高速切削的原始定義
1931年,德國(guó)一個(gè)專利中的Salomons理論講到:“以某一高切削速度(比常規(guī)切削高5-10倍)進(jìn)行切削沽怪,在切削刃上去除切屑的溫度開(kāi)始降低……
由以上得出結(jié)論:“似乎有用常規(guī)刀具以高切屑速度提高生產(chǎn)率的機(jī)會(huì)看锉。”
不幸的是塔鳍,現(xiàn)代研究已經(jīng)能全面驗(yàn)證這個(gè)理論伯铣。對(duì)于不同的材料,從某一切削速度開(kāi)始切削刃上的溫度有相對(duì)降低轮纫。對(duì)于鋼和鑄鐵來(lái)說(shuō)腔寡,這種溫度相對(duì)降低不大。但是掌唾,但是對(duì)鋁和其它非金屬則是大的放前。高速切削的定義必須依據(jù)其它因素。
今日的高速切削的定義是什么郑兴?
對(duì)于高速切削的討論在一定程度上是混亂的犀斋。關(guān)于高速切削的定義,存在許多觀點(diǎn)情连、許多謎團(tuán)和許多方法和許多方法叽粹。讓我們看一下這些定義中的幾個(gè):
在下面的討論影響高速切削過(guò)程的參數(shù)。從實(shí)用的觀點(diǎn)描述高速切削非常重要却舀,這也可為高速切削的應(yīng)用提供許多實(shí)用準(zhǔn)則盼饼。
使用有短切削刃和接觸長(zhǎng)度的球頭立銑刀是有利的。另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是掏槽能力了灾,當(dāng)沿陡壁切削時(shí)豺啦,這必需的。也可以使用帶可轉(zhuǎn)位刀片的尺寸較小的切削刀具胖直。特別是用于粗加工和半精加工肛劈。這些刀具應(yīng)有很大的刀柄穩(wěn)定性和彎曲剛度。錐度刀柄提高了剛度腋民,重金屬制成的刀柄也提高了剛度遗时。
模具的槽形應(yīng)當(dāng)是淺的探龟,不能太復(fù)雜。一些槽形也適合使用具有高生產(chǎn)率的高速切削皆墅。
使輪廓切削刀具的路徑與順銑結(jié)合得越好否癣,切削效果越好。
一個(gè)精加工或半精加工時(shí)應(yīng)遵循的原則是采取淺深度切削灵您。切削深度應(yīng)不超過(guò)0.2/0.2 mm(ae/ap)栏荷。這是為了避免刀柄/切削刀具產(chǎn)生過(guò)大的彎曲,以保持模具的小公差和槽形精度轰传。每個(gè)刀具均勻分布的余量也是保證恒定的個(gè)高的生產(chǎn)率的條件驴党。當(dāng)ae/ap恒定時(shí),切削速度和進(jìn)給率應(yīng)總是保持在高的水平上绸吸。這樣鼻弧,機(jī)械變化和切削刃上的負(fù)載會(huì)較小,刀具壽命也提高了锦茁。
切削參數(shù)
TiC,N或TiAlN涂層的整體硬質(zhì)合金立銑刀在淬硬鋼(HRC 54-58)上的典型切削參數(shù):(HRC 54-58)
粗加工
實(shí)際切削速度vc:100 m/min攘轩,ap(軸向切削速度):刀具直徑的6-8%,ae(徑向切削深度):刀具直徑的35-40%码俩,fz(進(jìn)給量每齒):0.05-0.1mm/齒度帮。
半精加工
實(shí)際切削速度vc:150-200 m/min,ap(軸向切削速度):刀具直徑的3-4%稿存,ae(徑向切削深度):刀具直徑的20-40%笨篷,fz(進(jìn)給量每齒):0.05-,15 mm/齒。
精加工和超精加工
實(shí)際切削速度vc: 200-250 m/min瓣履,ap(軸向切削速度): 0.1-0.2 mm, ae(徑向切削深度): 0.1-0.2 mm, fz(每齒進(jìn)給量): 0.02-0.2 mm/齒率翅。
當(dāng)然,這些值與外桿靡玲、懸伸疙铜、應(yīng)用的穩(wěn)定性、刀具直徑铆羡、材料硬度等有關(guān)帅邮。這些值僅是典型值和具體的某一應(yīng)用的值。在對(duì)高速切削的討論中能狼,有時(shí)可以看到提到的切削速度值是極高和不現(xiàn)實(shí)的比邮。
BR>推薦使用有壓縮空氣或高壓油霧的干銑削
高速切削的實(shí)用定義
HSM不是簡(jiǎn)單意義上的高速切削速度。 它應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是用特定方法和生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行加工的工藝顺雪。
高速切削無(wú)需高轉(zhuǎn)速主軸切削。許多高速切削應(yīng)用是以中等轉(zhuǎn)速主軸并采用大尺寸刀具進(jìn)行的嘁凤。
如果在高切削速度和高進(jìn)給條件下對(duì)淬硬鋼進(jìn)行精加工使驰,切削參數(shù)可為常規(guī)的4到6倍订菇。
在這些情況中消忘,切削速度vc可能是用刀具的名義直徑計(jì)算的骄娶,而不是用切削的有效直徑。例如:
90°角的立銑刀哩至,直徑6 mm躏嚎。實(shí)際切削速度為250 m/min時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 = 13 262 r/min。
球頭立銑刀菩貌,名義直徑為6 mm卢佣,軸向切削深度ap為0.2 mm時(shí)有效切削直徑為 2.15 mm。實(shí)際切削速度為250 m/min時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 = 36 942 r/min箭阶。
在小尺寸零件的粗加工到精加工虚茶、精加工及任何尺寸零件的超精加工中,HSM意味著高生產(chǎn)率切削仇参。
零件形狀變得越來(lái)越復(fù)雜嘹叫,高速切削也就顯得越來(lái)越重要。
現(xiàn)在诈乒,高速切削主要應(yīng)用于錐度40的機(jī)床上罩扇。
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