1.高速铣削的一般特征
2 B6 `6 ~2 j/ w: l( k# Z& L高速铣削一般采用高的铣削速度,适当的进给量,小的径向和轴向铣削深度,铣削时,大量的铣削热被切屑带走,因此,工件的表面温度较低。0 \) ^7 L% h' ]8 V; J* j7 Z9 V
& e( B# @0 b4 N0 A+ S随着铣削速度的提高,铣削力略有下降,表面质量提高,加工生产率随之增加。但在高速加工范围内,随铣削速度的提高会加剧刀具的磨损。由于主轴转速很高,切削液难以注入加工区,通常采用油雾冷却或水雾冷却方法。下所示为铣削速度对加工性能的影响。
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# G# @5 i8 P e: u7 x* }2. 高速铣削的优点
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; O: {: i, i/ w1 x由于高速铣削的特性,高速铣削工艺相对常规加工具有以下一些优点:
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(1)提高生产率
4 i0 k. w- m& }; y" t6 j! j铣削速度和进给速度的提高,可提高材料去除率。同时,高速铣削可加工淬硬零件,许多零件一次装夹可完成粗、半精和精加工等全部工序,对复杂型面加工也可直接达到零件表面质量要求,因此,高速铣削工艺往往可省却电加工、手工打磨等工序,缩短工艺路线,进而大大提高加工生产率。
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& k$ O, b! A2 b6 f3 @* K. {0 S; ~; [(2)改善工件的加工精度和表面质量( Q/ }# k9 b% A/ a- U
高速铣床必须具备高刚性和高精度等性能,同时由于铣削力低,工件热变形减少,高速铣削的加工精度很高。铣削深度较小,而进给较快,加工表面粗糙度很小,铣削铝合金时可达Ra0.4~0.6μm,铣削钢件时可达Ra0.2~0.4μm。
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0 G; {+ t, E( k0 l(3)实现整体结构零件加工2 J6 _! x4 x- E5 Y( e8 S
高速切削可使飞机大量采用整体结构零件,明显减轻部件重量,提高零件可靠性、减少装配工时。
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6 S- P+ Z/ s" y2 b(4)有利于使用直径较小的刀具
. o9 q% T; ~- [- m1 ?, [! f高速铣削较小的铣削力适合使用小直径的刀具,可减少刀具规格,降低刀具费用。
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+ P. x' Y2 M! R% c) ~(5)有利于加工薄壁零件和高强度、高硬度脆性材料$ H6 E# Z% n* S3 H! H
高速铣削铣削力小,有较高的稳定性,可高质量地加工出薄壁零件,采用高速铣削可加工出壁厚0.2mm, 壁高20mm的薄壁零件。高强度和高硬度材料的加工也是高速铣削的一大特点,目前,高速铣削已可加工硬度达 HRC60 的零件,因此,高速铣削允许在热处理以后再
# P, h! n- b# d6 E3 }& Z. r进行切削加工,使模具制造工艺大大简化。 Z2 \' U2 D- ^+ Y, X9 Y4 V
7 ^* @' G! Q, n* \% Q! n/ G(6)可部分替代其他某些工艺,如电加工、磨削加工等
0 f4 b7 X3 r! d) N- s9 ~由于加工质量高,可进行硬切削,在许多模具加工中,高速铣削可替代电加工和磨削加工。7 F( p |9 p$ o6 z3 W& U
1 D- v/ e {/ O, f# j- X& N# k7 }(7)经济效益显著提高3 {0 [. F, V; H- d
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由于上述种种优点,综合效率提高、质量提高、工序简化、机床投资和刀具投资以及维护费用增加等,高速铣削工艺的综合经济效益仍有显著提高。; ~; V' E( |! p1 q( U
" {( h! D: l6 B6 L* L, C% X- C% M3.高速铣削的问题! D' E* x6 a/ o1 G1 T
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高速铣削是一项新技术,尚存在许多不足值得改进,包括:+ q0 S0 `0 K7 h$ ?3 M% d
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(1)高速铣削机床较昂贵, 对刀具的切削性能、 精度和动平衡等要求较高, 固定资产投资较大,刀具费用也会提高;
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! S1 ` k8 q: e+ f( ]- x(2)加减速度时,加速度较大,主轴的启动和停止加剧了导轨、滚珠丝杆和主轴轴承磨损,引起维修费用的增加;; L* @! J- V* q' k9 ?
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(3)需要特别的工艺知识,专门的编程设备,快速数据传输接口;
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(4)缺乏高级的操作人员;; T' H& Z5 k$ ~* z, @/ l) i
3 { c, z* l3 B% I" l6 j Y(5)调试周期较长;
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" H; G& N6 u, h8 q# P2 q- U% {8 |+ e(6)紧急停止实际上不可能实现!人工错误、硬件或软件错误都会导致严重的后果;
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(7)安全要求很高:机床必须使用具有防弹功能的防护板和防弹玻璃;必须控制刀具伸出量;不要使用“重的”刀具和刀杆。要定期检查刀具、刀杆和螺钉的疲劳裂缝。选择刀具时必须注意许用的最大主轴转速,不使用整体高速钢刀具。
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4.高速铣削的应用
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{4 ^6 _1 _' f. |# {高速铣削具有很多优点,应用越来越广泛,但也存在一些不足,因此,必须选择适合高速铣削的领域应用该技术。下表列出了高速铣削一些应用范围。
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高速铣削在许多领域取得了成功的应用,如:飞机的蜂窝结构件必须采用高速铣削技术才能保证加工质量、梁、框、壁板等零件加工余量特别大,高速铣削可提高生产率,发动机的叶片采用高速铣削可解决材料难加工问题,等等;绝大部分模具均可利用高速铣削技术加9 T' E: X$ j* L: a9 G Z' p' F$ Z
工,如锻模、压铸模、注塑与吹塑模等,锻模腔体较浅,刀具寿命较长;压铸模尺寸适中,生产率较高,注塑与吹塑模一般尺寸较小,比较经济。加工模具的石墨电极和铜电极也非常适用高速铣削;高速铣削也适用于模具的快速原型制造;电子产品中的薄壁结构加工尤其需; x' I6 J! u; t) f* Q% M
要高速加工。汽车发动机零件也是高速铣削的应用领域。此外,高速铣削也可用于原型制造。
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/ Y6 d$ ~5 V" b% ]* S- Q* n5.高速铣削的关键技术# H# z7 R" ?* K- u8 R
9 c, r2 ]" X, H- p# {. G高速切削是制造技术中引人注目的一项新技术,其应用面广,对制造业的影响大。高速切削技术是新材料技术、计算机技术、控制技术和精密制造技术等多项新技术综合应用发展的结果。高速切削主要包括以下几方面的基础理论与关键技术:
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高速切削机理;8 l; Z2 l, p- E( v8 Q1 p/ J3 N3 R
高速切削刀具技术;- D+ ^. T+ x; y
高速切削机床技术;
0 \' v/ a5 F, P* C9 B高速切削工艺技术;7 I6 C K5 E( R
高速加工的测试技术等。1 M: F& O- P% P4 u( @& O _
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) h+ H& h3 m* Z2 `高速切削所包含的技术如下面的框图:
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