機械加工中高速切削加工的關鍵技術分析
發(fā)布時間:2018-07-02 來源: 歷史回眸 點擊:
[摘 要]在切削技術不斷的發(fā)展和創(chuàng)新下,高速切削加工技術逐漸得到了廣泛應用,作為一種高效制造加工過程?梢詫崿F(xiàn)高質量、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用在航天工業(yè)鋁合金加工中,同時在電子元件和汽車制造領域中有所應用。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量,得到了廣泛的應用。由此看來,加強高速切削加工在機械制造中應用研究,有助于為改善傳統(tǒng)技術中存在的缺陷和不足,提升加工作業(yè)效率和質量。本文就高速切削加工在機械制造中應用進行分析,提出合理的措施予以實踐。
[關鍵詞]高速切削加工;機械制造;應用;輕合金
中圖分類號:TG506 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2018)24-0040-01
一、高速切削加工技術的應用領域
高速切削加工作為一種前沿的制造加工技術,較之傳統(tǒng)的加工技術而言優(yōu)勢更為突出,可以更好地滿足市場激烈競爭需求的同時,還可以保證加工質量和低成本需求。
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在航空航天領域中,如何能夠減輕重量是相關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件,合并為含有復雜零件的綜合體,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)的切削加工技術較為陳舊,實際應用中需要浪費大量的時間和精力,切削加工效率偏低。而高速切削加工技術的出現(xiàn),以其獨特的優(yōu)勢被廣泛應用在航空航天加工領域中,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量,抑或是切削成本都得到了顯著的改善,實踐應用成效更為突出。
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模具的生產(chǎn)制造更多的是采用高強度、耐磨性較強的合金材料,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)效率和質量偏低。而高速切削加工技術在模具加工中應用,可以有效提升模具加工效率和精度,滿足高標準要求,帶來更大的效益。
。ㄈ┢嚇I(yè)加工
汽車發(fā)動機中的汽缸蓋和箱體主要是采用組合機床加工方式,對于技術變化較快的零件,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進行加工,可以更好地滿足加工要求,提升加工效率和質量。
(四)纖維增強復合材料加工
對于纖維增強復合材料的加工處理,由于材料強度較高,所以切割刀具磨損十分嚴重,同聚晶金剛石PCD刀具高速加工和制造,實際效果較為可觀。同時,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量。
(五)擴展領域
高速切削加工技術經(jīng)過不斷完善和創(chuàng)新,技術水平得到了顯著提升,而干式切削正是高速切削加工技術的拓展形態(tài),以其快速成型和高密度零件加工優(yōu)勢,得到了廣泛的應用,大大提升加工制造質量。
二、高速切削加工技術的關鍵技術
。ㄒ唬└咚偾邢骷庸ぜ夹g的要求
在高速切削加工技術應用中,需要相應的條件支持,而機床正是高速切削的關鍵性因素。高速切削加工技術應用要求機床廠具備高動態(tài)和高轉速特點、大功率、機床剛性更為突出,同時還可以有效降低加工和制造中產(chǎn)生的振動,提升控制性能的同時,為高速切削加工提供安全防護,各項活動有序開展。
其一,主軸高速運轉,作為高速切削機床的核心部件,要求傳遞的扭矩和功率系數(shù)更大,在高速運轉具有良好的動態(tài)特性。通過高精度陶瓷軸承和新潤滑技術的廣泛應用,促使高速主軸轉速得到了顯著提升。進給速度快,在提升高速主軸轉速的同時,還可以有效提升進給速度,主要是采用直線電機驅動導軌。
其二,進給系統(tǒng)的加速度較高,機床進給系統(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,除了需要較高的進給速度以外,還要保證進給系統(tǒng)具備更高的加速度,保證切削作業(yè)活動的有序開展。在滿足機床結構設計要求的同時,還可以推動機床設計創(chuàng)新和發(fā)展。
其三,高速切削機床結構要求較高,對于機床結構的剛度和力學性能要求較高。
(二)高速切削加工對刀具的要求
對于優(yōu)質刀具材料的選擇,在滿足高強度、耐磨性和經(jīng)濟型要求的同時,還需要具備更高的抗沖擊性和耐熱性,能夠在實際應用中具備良好的力學性能。高速切削加工技術在實際應用中,要求刀具壽命更高,提升加工質量和加工精度,避免換刀帶來的不必要麻煩,影響到生產(chǎn)效率。此外,對于高強度、高溫韌性和高溫強度性能,是高速切削加工中刀具材料的基礎條件。當前廣泛應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。
對于高速切削的刀具結構要求較高,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,實際應用中可以獲得更高的接觸剛度和切割精準度。同時,在加工中高速切削可以實現(xiàn)快速換刀,由于其獨特的刀柄結構,換刀時間得到有效地減少。但是需要注意的是,在高速切削刀具使用前,需要經(jīng)過充分的精密動平衡處理,避免工作發(fā)生不同程度上的振動問題。
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其一,在選擇切削方式時,應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,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,確保工件的切削時刀具承受的負荷均衡、穩(wěn)定,延長刀具使用壽命的同時,確保切削活動有序進行,提升切削質量和效率。
其三,走刀方式選擇中,對于敞口性強的區(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,同時盡可能降低刀具急速換向,保持單一的方向進行切削,主要是由于在急速換向時要求機床停止,然后進行后續(xù)的加工活動。這樣將會造成時間的浪費,影響到切削精度。故此,應該盡可能降低刀具切入變向次數(shù)。
三、結論
綜上所述,高速切削加工逐漸被廣泛應用在航天工業(yè)鋁合金加工中,同時在電子元件和汽車制造領域中有所應用。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量,做出了突出的貢獻。
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