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機(jī)械加工中高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)分析

發(fā)布時(shí)間:2018-07-02 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:


  [摘 要]在切削技術(shù)不斷的發(fā)展和創(chuàng)新下,高速切削加工技術(shù)逐漸得到了廣泛應(yīng)用,作為一種高效制造加工過程?梢詫(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的加工制造。尤其是在控制單元和數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新,高速切削加工逐漸被廣泛應(yīng)用在航天工業(yè)鋁合金加工中,同時(shí)在電子元件和汽車制造領(lǐng)域中有所應(yīng)用。而高速切削加工由于自身研制周期短、切削力偏低,可以有效提升加工效率和質(zhì)量,得到了廣泛的應(yīng)用。由此看來,加強(qiáng)高速切削加工在機(jī)械制造中應(yīng)用研究,有助于為改善傳統(tǒng)技術(shù)中存在的缺陷和不足,提升加工作業(yè)效率和質(zhì)量。本文就高速切削加工在機(jī)械制造中應(yīng)用進(jìn)行分析,提出合理的措施予以實(shí)踐。
  [關(guān)鍵詞]高速切削加工;機(jī)械制造;應(yīng)用;輕合金
  中圖分類號(hào):TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)24-0040-01
  一、高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
  高速切削加工作為一種前沿的制造加工技術(shù),較之傳統(tǒng)的加工技術(shù)而言優(yōu)勢(shì)更為突出,可以更好地滿足市場(chǎng)激烈競(jìng)爭需求的同時(shí),還可以保證加工質(zhì)量和低成本需求。
 。ㄒ唬┖娇蘸教旃I(yè)輕合金加工
  在航空航天領(lǐng)域中,如何能夠減輕重量是相關(guān)工作者長期以來的主要研究方向,在航空航天器研究制造中,通過焊接形成的組合構(gòu)件,合并為含有復(fù)雜零件的綜合體,通過整體制造法,將其中85%的材料剔除。由于金屬切割工序自身特性,切割難度大、工作量大,傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)較為陳舊,實(shí)際應(yīng)用中需要浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力,切削加工效率偏低。而高速切削加工技術(shù)的出現(xiàn),以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在航空航天加工領(lǐng)域中,有效改善傳統(tǒng)工藝中存在的缺陷和不足,取得了可觀的成效,無論是切削效率還是質(zhì)量,抑或是切削成本都得到了顯著的改善,實(shí)踐應(yīng)用成效更為突出。
 。ǘ┠>咧圃鞓I(yè)
  模具的生產(chǎn)制造更多的是采用高強(qiáng)度、耐磨性較強(qiáng)的合金材料,通過熱處理制造,所以加工難度較大。以往的加工工藝主要是通過電火花加工處理,生產(chǎn)效率和質(zhì)量偏低。而高速切削加工技術(shù)在模具加工中應(yīng)用,可以有效提升模具加工效率和精度,滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求,帶來更大的效益。
  (三)汽車業(yè)加工
  汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸蓋和箱體主要是采用組合機(jī)床加工方式,對(duì)于技術(shù)變化較快的零件,由于參數(shù)經(jīng)常變化,所以為后續(xù)的車輛維修和更換部件帶來一定的不便,現(xiàn)在主要是通過高速切削加工技術(shù)進(jìn)行加工,可以更好地滿足加工要求,提升加工效率和質(zhì)量。
 。ㄋ模├w維增強(qiáng)復(fù)合材料加工
  對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加工處理,由于材料強(qiáng)度較高,所以切割刀具磨損十分嚴(yán)重,同聚晶金剛石PCD刀具高速加工和制造,實(shí)際效果較為可觀。同時(shí),還可以有效避免層間剝離問題的出現(xiàn),大大提升加工效率和質(zhì)量。
 。ㄎ澹⿺U(kuò)展領(lǐng)域
  高速切削加工技術(shù)經(jīng)過不斷完善和創(chuàng)新,技術(shù)水平得到了顯著提升,而干式切削正是高速切削加工技術(shù)的拓展形態(tài),以其快速成型和高密度零件加工優(yōu)勢(shì),得到了廣泛的應(yīng)用,大大提升加工制造質(zhì)量。
  二、高速切削加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)
 。ㄒ唬└咚偾邢骷庸ぜ夹g(shù)的要求
  在高速切削加工技術(shù)應(yīng)用中,需要相應(yīng)的條件支持,而機(jī)床正是高速切削的關(guān)鍵性因素。高速切削加工技術(shù)應(yīng)用要求機(jī)床廠具備高動(dòng)態(tài)和高轉(zhuǎn)速特點(diǎn)、大功率、機(jī)床剛性更為突出,同時(shí)還可以有效降低加工和制造中產(chǎn)生的振動(dòng),提升控制性能的同時(shí),為高速切削加工提供安全防護(hù),各項(xiàng)活動(dòng)有序開展。
  其一,主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn),作為高速切削機(jī)床的核心部件,要求傳遞的扭矩和功率系數(shù)更大,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)具有良好的動(dòng)態(tài)特性。通過高精度陶瓷軸承和新潤滑技術(shù)的廣泛應(yīng)用,促使高速主軸轉(zhuǎn)速得到了顯著提升。進(jìn)給速度快,在提升高速主軸轉(zhuǎn)速的同時(shí),還可以有效提升進(jìn)給速度,主要是采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌。
  其二,進(jìn)給系統(tǒng)的加速度較高,機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)工作行程大概停留在幾十到幾百毫米左右,短行程中為了能夠保證切削穩(wěn)定,除了需要較高的進(jìn)給速度以外,還要保證進(jìn)給系統(tǒng)具備更高的加速度,保證切削作業(yè)活動(dòng)的有序開展。在滿足機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的同時(shí),還可以推動(dòng)機(jī)床設(shè)計(jì)創(chuàng)新和發(fā)展。
  其三,高速切削機(jī)床結(jié)構(gòu)要求較高,對(duì)于機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛度和力學(xué)性能要求較高。
 。ǘ└咚偾邢骷庸(duì)刀具的要求
  對(duì)于優(yōu)質(zhì)刀具材料的選擇,在滿足高強(qiáng)度、耐磨性和經(jīng)濟(jì)型要求的同時(shí),還需要具備更高的抗沖擊性和耐熱性,能夠在實(shí)際應(yīng)用中具備良好的力學(xué)性能。高速切削加工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,要求刀具壽命更高,提升加工質(zhì)量和加工精度,避免換刀帶來的不必要麻煩,影響到生產(chǎn)效率。此外,對(duì)于高強(qiáng)度、高溫韌性和高溫強(qiáng)度性能,是高速切削加工中刀具材料的基礎(chǔ)條件。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的高速切削刀具材料較為多樣,包括金屬陶瓷刀具、涂層刀具以及金剛石刀具等等。
  對(duì)于高速切削的刀具結(jié)構(gòu)要求較高,刀具在高速切削作業(yè)中,以往的刀具由于接觸不可靠,所以切削加工效率低。而高速切削的刀具采用短錐柄,實(shí)際應(yīng)用中可以獲得更高的接觸剛度和切割精準(zhǔn)度。同時(shí),在加工中高速切削可以實(shí)現(xiàn)快速換刀,由于其獨(dú)特的刀柄結(jié)構(gòu),換刀時(shí)間得到有效地減少。但是需要注意的是,在高速切削刀具使用前,需要經(jīng)過充分的精密動(dòng)平衡處理,避免工作發(fā)生不同程度上的振動(dòng)問題。
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  其一,在選擇切削方式時(shí),應(yīng)該盡可能通過順銑加工工藝,保證切削工作有序開展。主要是由于在切削初期,切屑厚度較大,逐漸減小。在逆銑時(shí),由于刀具剛切入厚度最小,隨后逐漸增加,這樣可能加劇刀具和工件的摩擦,刀具熱量增加,徑向力隨之增加。
  其二,金屬去除率穩(wěn)定,確保工件的切削時(shí)刀具承受的負(fù)荷均衡、穩(wěn)定,延長刀具使用壽命的同時(shí),確保切削活動(dòng)有序進(jìn)行,提升切削質(zhì)量和效率。
  其三,走刀方式選擇中,對(duì)于敞口性強(qiáng)的區(qū)域,可以從選擇從材料外面走刀,這樣可以更加充分的了解到切削情況,同時(shí)盡可能降低刀具急速換向,保持單一的方向進(jìn)行切削,主要是由于在急速換向時(shí)要求機(jī)床停止,然后進(jìn)行后續(xù)的加工活動(dòng)。這樣將會(huì)造成時(shí)間的浪費(fèi),影響到切削精度。故此,應(yīng)該盡可能降低刀具切入變向次數(shù)。
  三、結(jié)論
  綜上所述,高速切削加工逐漸被廣泛應(yīng)用在航天工業(yè)鋁合金加工中,同時(shí)在電子元件和汽車制造領(lǐng)域中有所應(yīng)用。而高速切削加工由于自身研制周期短、切削力偏低,可以有效提升加工效率和質(zhì)量,做出了突出的貢獻(xiàn)。
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