高速加工是切削加工的發(fā)展方向,高速加工進步了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量,縮短了生產(chǎn)周期,降低了成本, 因此海內(nèi)外以前所未有的勢頭發(fā)展中小型和大型的立式,臥式高速銑床(加工中心)。
1 主軸的較高轉(zhuǎn)速
通用主軸:3,000~6,000rpm。
準高速:6,000~10,000rpm,目前使用多。
高速:10,000~20,000rpm,目前使用較多。
超高速:20,000~42,000rpm,國內(nèi)開始使用。
據(jù)稱瑞士MIKRON已研制出60,000rpm的高速主軸,而美國MOORE的坐標磨床,其主軸轉(zhuǎn)速為160,000rpm時可采用銑刀進行銑削,曾在新加坡一家航空企業(yè)使用,這可能是世界上較高的銑削轉(zhuǎn)速。
2 采用高速銑的優(yōu)點
1) 。 切削力小,變形小,切削熱可由切屑帶走。 MIKRON稱可加工的小壁厚可薄至0.04mm。日本MAKINO(牧野銑床)介紹,其V55立式加工中心(主軸轉(zhuǎn)速從18,000~20,00rpm)加工時,由切屑帶走95%的熱量,使工件保持常溫,加工凸凹模時可縮短40%的工時,并可省去銑削后的拋光工序。
2)可替換拋光,但比拋光效率高,精度高;可替換電火花加工,但比電加工表面質(zhì)量更好,效率更高。 高速主軸和快速工作進給配合.可進步切削效率,縮短生產(chǎn)周期。
3) 降低成本,縮短生產(chǎn)周期。
4) 特殊應用:a)蜂窩銑,高速,切削力小,在加工時不變形。據(jù)瑞士MIKRON(米克朗)介紹,在進行模具加工時,生產(chǎn)周期可減少60%,成本下降40%,并可替換部門電加工工序。 b)窄槽,薄壁零件加工。c)石墨加工。
5) 高精度。
3 高速銑削加工的發(fā)展和應用基礎
(1) 具有高速主軸的高速銑
MIKRON的HSM-400主軸轉(zhuǎn)速可達32,000~42,000rpm;日本SNK的HPS-120B主軸可達20,000rpm/18.5KW;臺灣FEELER(友嘉)的FV-1000A可達10,000~24,000rpm;北京機床所的KT1400B可達15,000rpm;廣東佳鐵機械雕刻機NC-2000采用入口主軸可達27,000rpm/1.3kw;漢川機床的XH715G可達8,000~12,000rpm,是我省重點發(fā)展的產(chǎn)品,2002年出口德國20臺。高速伺服驅(qū)動,高速軸承,高速碼盤,冷卻,動平衡等是其關鍵技術。
(2)高速刀具
高速刀具材料的發(fā)展是高速切削技術的基礎。根據(jù)不同被加工材料使用不同刀具材料。表1為日本東芝刀具與被加工材料對應表表1 東芝刀具與被加工材料
(3)高速刀柄(刀套)
傳統(tǒng)的刀柄(刀套)結(jié)構(gòu)符合定位原理,而高速刀柄BBT采用并不符合定位原理的過定位結(jié)構(gòu),即采用雙面定位,這種結(jié)構(gòu)要求制造精度高,機床主軸與刀柄的錐面和端面同時貼緊,提高了剛性。日本大昭和精機的BIG牌刀柄專為高速銑開發(fā)出BBT雙定位結(jié)構(gòu)。握徑Φ0.5~Φ6mm和Φ20mm規(guī)格較高轉(zhuǎn)速可達40,000rpm。握徑Φ16~Φ42mm規(guī)格較高轉(zhuǎn)速可達30,000rpm。
(4)冷卻
高速銑切削時采用油霧/氣的冷卻方式,MIKRON建議在20,000rpm以上時采用,實際應用中,用戶常在6,000rpm以上即采用這種冷卻方式。
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