高速切削加工技術(shù)及其在汽車工業(yè)中的應(yīng)用(下)

         如汽車覆蓋件模具大多由各種自由曲面構(gòu)成，高速銑削用高轉(zhuǎn)速、小切深、大進(jìn)給的加工方法，能提高模具的制造精度，延長(zhǎng)模具的使用壽命，從而提高注塑件的質(zhì)量。而且在大進(jìn)給速度條件下，高速銑削機(jī)床具有高精度定位功能和高精度插補(bǔ)功能，特別是圓弧高精度插補(bǔ)。又如，對(duì)于前圍檔板沖壓模具的精加工，主要應(yīng)保證型面的質(zhì)量。一般情況下，大面積精銑時(shí)要求銑削過程中不更換銑刀或刀刃，一次完成整個(gè)型面的銑削，這對(duì)銑刀的精度和耐用度要求相當(dāng)高。利用高速切削的技術(shù)特征，選用高切削速度、微進(jìn)給量和多次切削的精加工工藝，恰恰可以做到揚(yáng)長(zhǎng)避尹短，滿足覆蓋件模具自由曲面加工的要求。為保證沖壓過程中容易進(jìn)料，應(yīng)使加工刀紋與沖壓材料進(jìn)料方向一致，因此宜采取射狀走刀。為確保表面加工質(zhì)量，切削深度定為0.2mm，切削進(jìn)給量為0.2mm/r，切削速度為200m/min，初次刀具半徑為20mm球頭銑刀，清根銑時(shí)刀具半徑為8mm球頭銑刀。像這種原來只能用人工(高級(jí)鉗工)來進(jìn)行精修加工的工藝過程，現(xiàn)在完全可以采用高速切削來完成，模具的整體加工效率得到明顯提高。

　　高速切削機(jī)床

　　在刀具直徑確定的情況下提高切削線速度，則無疑需要較高的主軸轉(zhuǎn)速；為了通過高速使得刀具的每個(gè)齒都獲得適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給率，則高的進(jìn)給速度和加速度也是必須的。這一切需要全新的機(jī)床制造技術(shù)的應(yīng)用，如高速電主軸，高進(jìn)給率的大螺距滾珠絲杠等。同時(shí)，為了將產(chǎn)生熱源的切屑盡快地去除，并更好地潤(rùn)滑前后刀面，油霧潤(rùn)滑冷卻裝置的應(yīng)用也尤為重要。顯然，為了滿足高速切削工藝的要求，首先是對(duì)機(jī)床本身提出了非常高的要求：高速切削機(jī)床必須具備足夠高的主軸轉(zhuǎn)速、高的動(dòng)力學(xué)性能、以及高剛度和吸振性能。

　　如瑞士米克朗公司開發(fā)的5軸聯(lián)動(dòng)高速加工機(jī)床HSMU系列，采用了新型的人造大理石床身材料，整體成型的封閉O形結(jié)構(gòu)，為機(jī)床的吸振性和剛性打下了良好的基礎(chǔ)。大螺距的滾珠絲杠由水冷的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，保證了高進(jìn)給速度下機(jī)床的穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)配置的機(jī)上激光對(duì)刀儀保證了高轉(zhuǎn)速下刀具尺寸的測(cè)量精確性，從而保證了加工精度。我國浙江萬向集團(tuán)、煙臺(tái)霍富汽車鎖公司和長(zhǎng)春一汽富奧等汽車制造及汽車零部件制造企業(yè)已引進(jìn)了米克朗的高速加工中心及高速5軸聯(lián)動(dòng)加工中心。

　　近十年來，上海暨華東地區(qū)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，為高速切削加工提供了巨大的市場(chǎng)需求。上汽集團(tuán)旗下的大眾、通用、匯眾、上柴、拖內(nèi)、荻原等公司正在組建高速切削柔性生產(chǎn)線或高速銑、鏜、鉆削加工單元，用于汽車內(nèi)外覆蓋件模具及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的切削加工。比較常用的切削參數(shù)是：主軸轉(zhuǎn)速8000～12000r/min，進(jìn)給速度40～80m/min，切削深度0.01～0.05mm：毛坯材料為鑄鋼、鍛材、灰鑄鐵或鋁合金等；采用的刀具主要有高速工具鋼、硬質(zhì)合金、CBN、PCD、鈦涂層刀具或陶瓷刀具。因此，上述參數(shù)范圍內(nèi)的機(jī)床設(shè)備及刀具材料具有較大的市場(chǎng)需求。