隨著工業(yè)的發(fā)展,在金工行業(yè)中各種高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕的特種工程材料愈來(lái)愈多地被采用。如高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金葉輪、大型硬齒面齒輪、紫銅套類(lèi)零件等。超高速切削、超精密等技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、主軸、結(jié)構(gòu)等提出了更高的性能指標(biāo)。下面億達(dá)渤潤(rùn)石化簡(jiǎn)單介紹下如何實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高速切削工藝:
一、高速切削工藝的優(yōu)勢(shì)
(1)速度快
高速切削以高于常規(guī)工藝數(shù)倍左右的速度對(duì)模具坯料進(jìn)行切削。由于高速機(jī)床主軸激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)系統(tǒng)的固有頻率范圍,過(guò)程平穩(wěn)且無(wú)沖擊。
(2)效率高
用高速銑床切削零件,可以在工件一次裝夾中完成型面的粗、精工和模具其他部位的工藝,高速切削技術(shù)的使用大大提高了工業(yè)模具的研制速度。
(3)精度好
由于采取了極小的步距和切深,高速銑削可獲得很高的表面質(zhì)量,甚至可以省去鉗工修光的工序。
二、高速切削設(shè)備的研制
(1)高速主軸技術(shù)研發(fā)
機(jī)床能實(shí)現(xiàn)高速切削的關(guān)鍵是機(jī)床的高速主軸。目前用于高速切削機(jī)床主要是高速中心、高速銑床等,另外還要求主軸能夠快速升速、減速,即具有很高的加速度、減速度。高速旋轉(zhuǎn)的主軸要求軸承具有高承載能力、高剛度、高精度以及高使用壽命。
(2)高速機(jī)床動(dòng)態(tài)特性
高速切削機(jī)床對(duì)其支承件的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性要求很高,機(jī)床床身要具有高的靜剛度、動(dòng)剛度、熱剛度,好的結(jié)構(gòu)剛性,足夠的支承強(qiáng)度,高水平的阻尼特性,從而使機(jī)床固有頻率遠(yuǎn)離高速切削時(shí)發(fā)生顫振的頻率,進(jìn)而使機(jī)床具有好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。
(3)高速切削刀具系統(tǒng)
高速切削不但要求刀具具有良好的耐熱性、耐磨損性和抗破損性,同時(shí)對(duì)其動(dòng)平衡質(zhì)量也提出了嚴(yán)格要求。高速切削時(shí),由于主軸轉(zhuǎn)速很高,不平衡質(zhì)量將引起非常大的慣性離心力,影響刀具壽命、加工精度和加工效率。針對(duì)鋁合金、鑄鐵、鋼、鈦合金等不同材料,應(yīng)合理高效地選擇刀具。目前常用的高速切削刀具材料有:硬質(zhì)合金及其涂層、陶瓷、立方氮化硼、聚晶立方氮化硼、超硬材料金剛石、聚晶金剛石和金剛石涂層等。
(4)高速切削數(shù)控編程
由于模具的型面復(fù)雜,通常采用三維建模。為充分發(fā)揮高速切削的高精度、高效率等特點(diǎn),不但要求數(shù)控系統(tǒng)具有高速編程計(jì)算功能,對(duì)專(zhuān)業(yè)水平及綜合能力提出更高要求。
三、高速切削工藝的要求
(1)切削方式
高速切削的要求盡量選用順銑,在順銑時(shí)刀具剛切入工件產(chǎn)生的切屑厚度為最大,隨后逐漸減小。在逆銑時(shí)則剛好相反,所以逆銑中刀具與工件的摩擦更大,在刀刃上產(chǎn)生的熱量要比在順銑時(shí)來(lái)的多,徑向力也大為增加,從而降低了刀具壽命和切削速度。
(2)進(jìn)刀方式
高速切削時(shí)要采用斜線進(jìn)刀或者螺旋進(jìn)刀,斜線進(jìn)刀方式是逐漸加大軸向切深運(yùn)動(dòng)到設(shè)定的軸向切深值,切削力是逐漸加大對(duì)刀具和主軸的沖擊較小,可明顯減少下刀崩刃的現(xiàn)象。螺旋式進(jìn)刀從工件上面開(kāi)始,螺旋向下切入工件,可以比較容易的保證精度。
(3)走刀方式
高速切削對(duì)走刀路線的設(shè)置提出了更高的要求,由于切削速度和進(jìn)給速度都很快,如果走刀方式不合理,在切削過(guò)程中就極容易引起切削負(fù)荷的突變,從而帶來(lái)沖擊破壞質(zhì)量損傷刀具甚至設(shè)備。
四
三、高速切削油的選用
影響超高速切削精度的因素大致有切削基準(zhǔn)、切削刀具的精度、切削走刀的合理性、工件原料的質(zhì)量、切削油的性能等方面,如何選用切削油也是金屬切削工藝的一項(xiàng)重要課題:
(1)硅鋼切削油
硅鋼是比較容易切削的材料,一般為了工件成品的易清洗性,在防止切削毛刺產(chǎn)生的前提下會(huì)選用低粘度的切削油。
(2)碳鋼切削油
碳鋼切削油在選用時(shí)首先應(yīng)根據(jù)難易和給油方法及脫脂條件來(lái)決定較佳粘度,其次使用億達(dá)渤潤(rùn)硫型切削油可以避免氯型切削油生銹的問(wèn)題。
(3)不銹鋼切削油
不銹鋼是容易產(chǎn)生硬化的材料,要求使用油膜強(qiáng)度高、抗燒結(jié)性好的切削油。一般使用含有硫氯復(fù)合型添加劑的切削油,在保證極壓性能的同時(shí),避免工件出現(xiàn)毛刺、刀具磨損等問(wèn)題。
以上就是實(shí)現(xiàn)高速切削工藝的技術(shù)方案,隨著刀具技術(shù)、機(jī)床技術(shù)、編程技術(shù)、數(shù)控技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展,高速切削工藝將日趨完善,并在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。億達(dá)渤潤(rùn)石化是高端金屬加工油生產(chǎn)商,自主研發(fā)的切削油系列產(chǎn)品采用硫化豬油和硫化脂肪酸酯為主劑配制而成,具有優(yōu)異的極壓抗磨性能,可以有效保護(hù)車(chē)床刀具,提升工件表面光潔度,并且大幅度提高加工效率,在實(shí)際應(yīng)用中得到了國(guó)內(nèi)外客戶(hù)的一致好評(píng)。
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