高速切削的應(yīng)用

高速切削是當(dāng)今世界制造業(yè)中一項快速發(fā)展的高新技術(shù)。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達(dá)國家，高速切削作為一種新的切削加工理念，被愈來愈多的機械工程師所認(rèn)可。而高速切削所帶來的高切削效率和高切削精度，也是為了不斷滿足制造業(yè)不斷發(fā)展的需要。汽車工業(yè)所追求的零件生產(chǎn)效率和模具制造業(yè)所追求的精密模具硬質(zhì)材料的切削，都促使高速切削技術(shù)蓬勃發(fā)展。

一、高速銑床在制造業(yè)中的典型應(yīng)用


用小切削量、高切削速度代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大切削量、低切削速度，提高加工效率和加工精度

在傳統(tǒng)的大切削量、低切削速度的切削加工形式中，切削沖擊大，并產(chǎn)生大量的切削熱，使刀具和工件產(chǎn)生一定程度上受壓變形和熱變形，降低了生產(chǎn)率和加工精度。

在高速銑削加工中，采用小切削量、高切削速度的切削形式，改變了刀刃部位的機理，促使切削性能的改善和切削力的降低，大量的切削熱量被高速離去的切屑帶走，即使在無任何冷卻條件的情況下，工件和刀具的熱變形和受壓變形還是很小的，在高切削效率下，又能得到高切削精度。用此方法可加工薄壁輕型構(gòu)件成電極，在加工工件很長而剛性較差的情況下，也能取得滿意的加工效果。

對硬質(zhì)材料表面加工代替電火花加工

在刀具能滿足切削條件的情況下，在一定范圍內(nèi)可以對硬表面進(jìn)行銑削加工，尤其是對硬度在HRC46～60之間的表面，銑削可以部分取代電火花加工，如加工鍛�；蚶�伸模等。在同樣的加工時間內(nèi)，它所達(dá)到的表面粗糙度比電火花加工還好。


二、高速銑床在模具制造中的應(yīng)用


我廠是一家專業(yè)橡膠模具制造廠，為了提高產(chǎn)品的制造能力和市場競爭力，1997年初引進(jìn)兩臺五軸五聯(lián)動高速銑床DIGIT—218。該機床主軸電機功率6kW，最高主軸轉(zhuǎn)速為28000r/min，最高進(jìn)給速度為10m/min，最大進(jìn)給加速度為5m/s2。經(jīng)過兩年來的不斷摸索和總結(jié)，初步掌握了高速銑削的加工特點和基本的應(yīng)用技術(shù)。


高精度鋁質(zhì)模具型腔的加工

高精度鋁質(zhì)模具型腔的加工，是眾多模具制造廠家的一大難題。由于鋁材料的熔點較低，在傳統(tǒng)的銑削加工時，大量的切削熱使部分鋁屑熔化，使鋁屑粘附在刀具上，使得加工后型腔表面質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求。要獲得較高表面質(zhì)量型腔，后道工序需要大量的手工操作，如鏟刮、拋光等，但型腔的加工精度無法控制。如我廠為奧地利客戶加工的鋁質(zhì)橡膠扶手帶模具，模具型腔長達(dá)1500mm，尺寸精度誤差±0.05mm，表面粗糙度Ra0.8µm，原制造工藝為粗刨—半精刨—精刨—手工鏟刮—手工拋光，制造周期60h，仍無法滿足客戶的要求。

采用高速銑床加工時，半精加工切削參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速18000r/min，切深2mm，進(jìn)給速度5m/min；精加工切削參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速20000r/min，切深0.2mm，進(jìn)給速度8m/min，加工周期6h，模具質(zhì)量能滿足客戶的要求。

輪胎模具型芯的加工

在輪胎模具的加工過程中，需要加工一種型芯，外形類似于一只汽車輪胎，上面刻滿了各種輪胎花紋。傳統(tǒng)加工方法加工時，需經(jīng)歷十幾道工序，全部用手工完成，一般的輪胎花紋加工，需14天左右，而對復(fù)雜的輪胎花紋，需加工20天以上，質(zhì)量仍無法達(dá)到設(shè)計要求�，F(xiàn)采用高速銑床加工，工件材料為可加工塑料，加工參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速18000r/min，切深2mm，進(jìn)給速度10m/min，加工時間24h，型芯質(zhì)量能滿足加工工藝的要求，并使我廠輪胎模具加工水平和質(zhì)量達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

標(biāo)準(zhǔn)梯形塊的加工

在我廠的一種產(chǎn)品中，需要一種高標(biāo)準(zhǔn)的梯形塊，兩個梯形側(cè)面是其他零件安裝的基準(zhǔn)面。過去曾采用過多種方法，如線切割加工、數(shù)控銑床加工、工具磨床加工等，均無法達(dá)到設(shè)計要求�，F(xiàn)采用高速銑床加工，工件材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為HB290，加工參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速12000r/min，刀具為?12mm立銑刀，切深0.5mm，進(jìn)給速度3m/min，加工時間2h，質(zhì)量完全達(dá)到設(shè)計要求。


三、存在問題


合理加工參數(shù)的選擇

高速切削作為一種新的切削方式，尚沒有完整的加工參數(shù)表可供選擇，也沒有許多加工實例可供參考。因此，如何選擇合理的加工參數(shù)，達(dá)到最佳切削效果，是高速切削應(yīng)用中的一個首要問題。

合適的刀具選擇

刀具作為高速切削的切削工具，是高速切削推廣應(yīng)用中的一個關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)銑削中，切削速度不可能超200m/min，因此，國內(nèi)市場上要尋找一把切削速度超過500m/min的銑刀是很困難的，更不要說切削速度超過1000m/min的銑刀了。如何開發(fā)出能滿足高速切削要求刀具，是國內(nèi)眾多刀具生產(chǎn)商面臨的一個新挑戰(zhàn)。

大多數(shù)CAM軟件，沒有考慮到高速切削問題

由于高速切削是一種新的加工理念，所以，在眾多的CAM軟件中，都沒有考慮到高速切削問題，例如，高速切削加工復(fù)雜輪廓時，要求保持一種有規(guī)律的勻速，不允許有明顯的滯后現(xiàn)象，否則將會燒壞刀具，而一般CAM軟件處理輪廓的NC程序，在曲率變化大的部分，為了保證插補精度，會有明顯的滯后現(xiàn)象產(chǎn)生。

高速切削作為一種新的機械加工技術(shù)，正在被眾多的企業(yè)所采用，隨著諸如刀具、加工參數(shù)選擇、CAM軟件等問題的逐步解決，高速切削必將對傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)生深刻的影響。