高速切削技術(shù)12734

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1、高速切削的加工技術(shù)(2008-08-2014:07:47)標(biāo)簽：高速切削?min?主軸轉(zhuǎn)速?刀具?蘭生公司?數(shù)控機(jī)床?雜談?sp;?在現(xiàn)代機(jī)械切削加工技技術(shù)已開始被使用，隨之而來的，首先是高速高速切削的加工技術(shù)???在現(xiàn)代機(jī)械切削加工技術(shù)中，高速切削正在越來越多地被人提及，其技術(shù)已開始被使用，隨之而來的，首先是高速機(jī)床，那么，高速切削與傳統(tǒng)切削技術(shù)究竟有什么不同?其實(shí)現(xiàn)的條件是什么?實(shí)現(xiàn)它有哪些益處?其適用性怎么樣呢?本文將試圖回答這些問題，并且盡可能結(jié)合目前在世界上居領(lǐng)先水平的瑞士MIKRON公

2、司的機(jī)床的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)來分析，用它同目前國內(nèi)仍在普遍應(yīng)用的傳統(tǒng)的加工方法和切削理論相比較，促進(jìn)高新技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用和普及。??縮短加工時(shí)的切削與非切削時(shí)間，對(duì)于復(fù)雜形狀和難加工材料及高硬度材料減少加工工序，最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精度和高質(zhì)量，是我們提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的一個(gè)重要的目標(biāo)。高速切削的加工技術(shù)?&nb有人認(rèn)為，一提高速加工，就是主軸轉(zhuǎn)速要幾萬轉(zhuǎn)；只要主軸轉(zhuǎn)速一達(dá)到幾萬轉(zhuǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)高速切削，這其實(shí)是不全面的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)床已經(jīng)具備了下面的條件，也只有具備這些條件，才

3、會(huì)使得高速切削成為可能。1.機(jī)電一體化的主軸，即所謂電主軸。現(xiàn)代化的主軸是電機(jī)與主軸有機(jī)地結(jié)合成一體，采用電子傳感器來控制溫度，自有的水冷或油冷循環(huán)系統(tǒng)，使得主軸在高速下成為“恒溫”；又由于使用油霧潤滑、混合陶瓷軸承等新技術(shù)，使得主軸可以免維護(hù)、長壽命、高精度。由于采用了機(jī)電一體化的主軸，減去了皮帶輪、齒輪箱等中間環(huán)節(jié)，其主軸轉(zhuǎn)速就可以輕而易舉地達(dá)到0～42000r/min，甚至更高。不僅如此，由于結(jié)構(gòu)簡化，造價(jià)下降，精度和可靠性提高，甚至機(jī)床的成本也下降了。噪聲、振動(dòng)源消除，主軸自身的熱源也消除

4、了。MIKRON公司便采用了本集團(tuán)“STEP－TEC”公司生產(chǎn)的電主軸，這種電主軸采用了其特別的、最先進(jìn)的矢量式閉環(huán)控制、高動(dòng)平衡的主軸結(jié)構(gòu)、油霧潤滑的混合陶瓷軸承，可以隨室溫調(diào)整的溫度控制系統(tǒng)，確保主軸在全部工作時(shí)間內(nèi)溫度衡定。機(jī)床，那么，高速切削與傳統(tǒng)切削技術(shù)究竟有???何為矢量式閉環(huán)控制呢？其實(shí)就是借助數(shù)/模轉(zhuǎn)換，將交流異步電動(dòng)機(jī)的電量值變換為直流電模型，這樣，既可實(shí)現(xiàn)用無電刷的交流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，即在低轉(zhuǎn)速時(shí)，保持全額扭矩，功率全額輸出，主軸電機(jī)快速起動(dòng)和制動(dòng)。以UCP710機(jī)床

5、切削45#鋼為例，用STEP-TEC的主軸銑削，銑刀直徑?63mm,主軸轉(zhuǎn)速為1770r/min，金切量為540cm3/min；在無底孔鉆孔時(shí)，鉆頭直徑?50mm,轉(zhuǎn)速1350r/min，可一次鉆出，而無需常用的先打中心孔,而后鉆孔再擴(kuò)孔的方法。2.機(jī)床普遍采用了線性的滾動(dòng)導(dǎo)軌，代替過去的滑動(dòng)導(dǎo)軌，其移動(dòng)速度、摩擦阻力、動(dòng)態(tài)響應(yīng)，甚至阻尼效果都發(fā)生了質(zhì)的改變。用手一推就可以將幾百公斤甚至上千公斤的重工作臺(tái)推動(dòng)。其特有的雙Ｖ型結(jié)構(gòu)，大大提高了機(jī)床的抗扭能力；同時(shí)，由于磨損近乎為零，導(dǎo)軌的精度壽命較之

6、過去提高幾倍。又因?yàn)榕浜鲜褂昧藬?shù)字伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其進(jìn)給和快速移動(dòng)速度已經(jīng)從過去最高的6m/min，提高到了現(xiàn)在的20～60m/min，MIKRON公司的最新型機(jī)床使用線性電機(jī)，進(jìn)給和快移速度可達(dá)80m/min。3.目前最先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)可以同時(shí)控制8根以上的軸，實(shí)現(xiàn)五軸五聯(lián)動(dòng)，甚至六軸五聯(lián)動(dòng)，多個(gè)CPU，數(shù)據(jù)塊的處理時(shí)間不超過0.4ms；同時(shí)，均配置功能強(qiáng)大的后置處理軟件，運(yùn)算速度快，仿真能力強(qiáng)且具備程序運(yùn)行中的“前視”功能，隨時(shí)干預(yù)，隨時(shí)修改。外接插口，數(shù)據(jù)傳輸速度快，甚至可以與以太網(wǎng)直聯(lián)；加

7、上全閉環(huán)的測(cè)量系統(tǒng)，配合使用數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，機(jī)床的線性移動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)1～2g的加速和減速運(yùn)動(dòng)。sp;?在現(xiàn)代機(jī)械切削加工技4.機(jī)床床身結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，現(xiàn)代機(jī)床均采用落地式床身，整體鑄鐵結(jié)構(gòu)，龍門式框架的主軸立柱，盡可能由主軸部件來實(shí)現(xiàn)二軸甚至三軸的線性移動(dòng)，考慮到刀具重量的變化極小，這樣，在工件乃至工作臺(tái)不進(jìn)行快速線性移動(dòng)的情況下，機(jī)床快速線性移動(dòng)的部件的重量近乎常量，因此，更容易實(shí)現(xiàn)快速加速和減速情況下的運(yùn)動(dòng)慣量及實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，減少由于動(dòng)態(tài)沖擊所帶來的不穩(wěn)定，從而保證穩(wěn)定的且更高的加工精度和產(chǎn)品

8、質(zhì)量。5.刀具的材料和技術(shù)的發(fā)展也是高速切削得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要因素。由于在高速切削時(shí)，切削力已經(jīng)不是重要因素，不需大的切削扭矩，因此刀柄就不再是傳統(tǒng)的錐柄，而是短圓柄，即HSK型柄，不需拉釘，主軸鎖緊裝置充分考慮離心力的影響。重要的是需要?jiǎng)悠胶?，即需加上?dòng)平衡環(huán)，在裝好刀具后，由動(dòng)平衡儀進(jìn)行平衡。刀具本身采用通體硬質(zhì)合金刀，或在硬質(zhì)合金上涂CBN、TiC等，也可采用人造金剛石，即PCD等，使刀具可以承受高達(dá)300～500m/min的切削線速度。6.切削時(shí)采用油霧潤滑加工區(qū)，而不再使