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1.高速銑削的一般特征
/ p3 i, g0 d% O: l高速銑削一般采用高的銑削速度,適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量,小的徑向和軸向銑削深度,銑削時,大量的銑削熱被切屑帶走,因此,工件的表面溫度較低。
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D( z# e+ E1 X! I8 p3 M隨著銑削速度的提高,銑削力略有下降,表面質(zhì)量提高,加工生產(chǎn)率隨之增加。但在高速加工范圍內(nèi),隨銑削速度的提高會加劇刀具的磨損。由于主軸轉(zhuǎn)速很高,切削液難以注入加工區(qū),通常采用油霧冷卻或水霧冷卻方法。下所示為銑削速度對加工性能的影響。
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2. 高速銑削的優(yōu)點9 @8 ]4 J3 g4 f* _9 `+ z7 p9 x5 a9 }
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由于高速銑削的特性,高速銑削工藝相對常規(guī)加工具有以下一些優(yōu)點:
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( E1 O! h3 d/ P5 B M( d(1)提高生產(chǎn)率
6 q" ]$ `; a; [: y r) K% t銑削速度和進(jìn)給速度的提高,可提高材料去除率。同時,高速銑削可加工淬硬零件,許多零件一次裝夾可完成粗、半精和精加工等全部工序,對復(fù)雜型面加工也可直接達(dá)到零件表面質(zhì)量要求,因此,高速銑削工藝往往可省卻電加工、手工打磨等工序,縮短工藝路線,進(jìn)而大大提高加工生產(chǎn)率。
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(2)改善工件的加工精度和表面質(zhì)量' n; Z! I4 n5 ~; @( p# Y7 Q
高速銑床必須具備高剛性和高精度等性能,同時由于銑削力低,工件熱變形減少,高速銑削的加工精度很高。銑削深度較小,而進(jìn)給較快,加工表面粗糙度很小,銑削鋁合金時可達(dá)Ra0.4~0.6μm,銑削鋼件時可達(dá)Ra0.2~0.4μm。" _; G2 @: D9 H; C- E# k- C
+ ^* v6 S# ]+ S. D1 p/ Q(3)實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)零件加工6 C; @: V$ v& o) V6 E: \0 E( b- T
高速切削可使飛機(jī)大量采用整體結(jié)構(gòu)零件,明顯減輕部件重量,提高零件可靠性、減少裝配工時。
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(4)有利于使用直徑較小的刀具; {. k+ a8 H( x& |5 E
高速銑削較小的銑削力適合使用小直徑的刀具,可減少刀具規(guī)格,降低刀具費(fèi)用。
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- E3 J+ i: K9 Z(5)有利于加工薄壁零件和高強(qiáng)度、高硬度脆性材料" N3 ~ C+ W* U: |8 S1 N
高速銑削銑削力小,有較高的穩(wěn)定性,可高質(zhì)量地加工出薄壁零件,采用高速銑削可加工出壁厚0.2mm, 壁高20mm的薄壁零件。高強(qiáng)度和高硬度材料的加工也是高速銑削的一大特點,目前,高速銑削已可加工硬度達(dá) HRC60 的零件,因此,高速銑削允許在熱處理以后再
$ d% I# o9 c, x: f( O進(jìn)行切削加工,使模具制造工藝大大簡化。/ b& @+ H7 p ?5 f* `$ |/ r' a4 O4 `% V, R
4 a6 X- e4 z0 {. i& A(6)可部分替代其他某些工藝,如電加工、磨削加工等
1 T H( a3 _8 _9 y: y/ i; K由于加工質(zhì)量高,可進(jìn)行硬切削,在許多模具加工中,高速銑削可替代電加工和磨削加工。
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(7)經(jīng)濟(jì)效益顯著提高
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! @: t) _! H" q4 g由于上述種種優(yōu)點,綜合效率提高、質(zhì)量提高、工序簡化、機(jī)床投資和刀具投資以及維護(hù)費(fèi)用增加等,高速銑削工藝的綜合經(jīng)濟(jì)效益仍有顯著提高。6 }' q9 q7 s: B% x4 z- f. o2 f
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3.高速銑削的問題( t: a( L: M# a. H4 t; }
4 U1 K# j, ?0 Z9 U8 e" a _6 K高速銑削是一項新技術(shù),尚存在許多不足值得改進(jìn),包括:
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(1)高速銑削機(jī)床較昂貴, 對刀具的切削性能、 精度和動平衡等要求較高, 固定資產(chǎn)投資較大,刀具費(fèi)用也會提高;9 b; m+ `- m+ E6 M v' D/ A) V
r4 n% ^2 J: v- Z# a(2)加減速度時,加速度較大,主軸的啟動和停止加劇了導(dǎo)軌、滾珠絲桿和主軸軸承磨損,引起維修費(fèi)用的增加;
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(3)需要特別的工藝知識,專門的編程設(shè)備,快速數(shù)據(jù)傳輸接口;
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(4)缺乏高級的操作人員;4 A# Z" Q: r) U' i L
, D8 Q- r3 w, w3 z0 p$ D(5)調(diào)試周期較長;
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(6)緊急停止實際上不可能實現(xiàn)!人工錯誤、硬件或軟件錯誤都會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果;
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3 g n8 g' p; n" ](7)安全要求很高:機(jī)床必須使用具有防彈功能的防護(hù)板和防彈玻璃;必須控制刀具伸出量;不要使用“重的”刀具和刀桿。要定期檢查刀具、刀桿和螺釘?shù)钠诹芽p。選擇刀具時必須注意許用的最大主軸轉(zhuǎn)速,不使用整體高速鋼刀具。6 g |' D; W5 d* q. f
; A, B. Q+ X# w4.高速銑削的應(yīng)用
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4 N+ C' s3 O+ t* K高速銑削具有很多優(yōu)點,應(yīng)用越來越廣泛,但也存在一些不足,因此,必須選擇適合高速銑削的領(lǐng)域應(yīng)用該技術(shù)。下表列出了高速銑削一些應(yīng)用范圍。
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W/ X) N5 D8 F% ?0 l+ Q高速銑削在許多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用,如:飛機(jī)的蜂窩結(jié)構(gòu)件必須采用高速銑削技術(shù)才能保證加工質(zhì)量、梁、框、壁板等零件加工余量特別大,高速銑削可提高生產(chǎn)率,發(fā)動機(jī)的葉片采用高速銑削可解決材料難加工問題,等等;絕大部分模具均可利用高速銑削技術(shù)加
" m( T; T' G6 v+ `7 d" Q工,如鍛模、壓鑄模、注塑與吹塑模等,鍛模腔體較淺,刀具壽命較長;壓鑄模尺寸適中,生產(chǎn)率較高,注塑與吹塑模一般尺寸較小,比較經(jīng)濟(jì)。加工模具的石墨電極和銅電極也非常適用高速銑削;高速銑削也適用于模具的快速原型制造;電子產(chǎn)品中的薄壁結(jié)構(gòu)加工尤其需
; I' |5 C) ?- d' l2 _要高速加工。汽車發(fā)動機(jī)零件也是高速銑削的應(yīng)用領(lǐng)域。此外,高速銑削也可用于原型制造。+ N+ v" J6 {. L0 T5 x" Q4 v9 i) z
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5.高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)
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, @& h2 I3 }: `' {8 y" Y高速切削是制造技術(shù)中引人注目的一項新技術(shù),其應(yīng)用面廣,對制造業(yè)的影響大。高速切削技術(shù)是新材料技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和精密制造技術(shù)等多項新技術(shù)綜合應(yīng)用發(fā)展的結(jié)果。高速切削主要包括以下幾方面的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù):
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高速切削機(jī)理;
/ F9 {$ z( l" B8 N高速切削刀具技術(shù);8 j' U6 Y3 Z2 W! _( Y2 ^7 d% N/ P* }
高速切削機(jī)床技術(shù);
" U# @+ R% p! m$ o" `5 j高速切削工藝技術(shù);
$ v+ q9 S5 |; D7 f( d1 E3 u- a高速加工的測試技術(shù)等。
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高速切削所包含的技術(shù)如下面的框圖:
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