林奎偉
東營市技師學院,中國·山東 東營 257000
高速切削技術是一種新型的應用技術,如果把它應用到實際加工的過程中,需要考慮到很多問題,如實際工件的粗糙程度以及切削時的速度和角度等,因此這也限定了它的實施范圍。但是,在模具的加工過程中非常需要高速切割技術,因為它能讓磨具加工的速率得到提高,節(jié)約時間上的成本,讓與之對應的企業(yè)發(fā)展得更好。
高速切削時,刀具的速度往往是傳統(tǒng)時的幾倍,但是它切片的厚度也會減小,大大增加了原料的利用度,而一定的理論表明,它的速度增加時,切削溫度反而低,同樣功率做的功也會相對較大,所以它有著較強的優(yōu)勢,具體表現在以下幾個方面。
高速切削技術,顧名思義,切削的速度較高,所以生產的速率也就較快,那么在實際應用中可以在更短的時間內生產出更多產品。不僅能節(jié)約效率,還可以在未進行反應的情況下,快速地將物品切割完畢,從而減少資源的浪費,效率也得到大幅度提高,不僅能節(jié)約經濟成本,還能保護環(huán)境[1]。
不同于有些以犧牲質量為代價的提高效率,高速切削擁有著高質量的加工方法。其原因在于它進行切削時所用的力度較小,減少了震動和共振的產生,從而降低了切削振動,進而提高了加工質量。具體原因同樣是可以一次性把加工物品生產完成,減少了在加工過程中所產生的力度,可以保證質量和精準度,盡量減少變形情況,在較精準的位置也不會出現問題,所以使質量增加,耐磨性也得到提高。同時,高速切削保持了較小的深度和寬度以保證精確度,因此它適用于一些高精度的加工,對于一些要求較為粗糙的則可以使用傳統(tǒng)的加工方法,以減少工具的浪費[2]。
由于加工的速率高,時間短,同時成本低,所以減少了能源的消耗,還能保護環(huán)境,提高了利用率。此外,其可以直接加工淬火后的材料,進一步簡化加工工程,同時節(jié)約一定的人力資源,和淬火后的處理同樣是降低能耗的舉措。
綜合以上多個優(yōu)勢,因為高速切削既有著高效率,又能保證高質量,所以可以提高企業(yè)的經濟效益。加工模具時,如果使用這種切削方法,一方面減少了時間,大大提高生產效率;另一方面,提高了質量和耐磨度,減少了原材料的消耗,進一步降低了成本。模具加工的原材料和相應的工具通常是較為昂貴的,降低成本則可以減少生產成本,所以綜合來看其能讓企業(yè)得到更高的經濟效益[3]。
模具加工通常是一個制造企業(yè)的基礎,也是制造行業(yè)的重點,只有牢牢打好這一基礎,才可以為后續(xù)的制作生產做好鋪墊。因此,在模具加工時,對一系列的要求都比較嚴格,如質量、粗糙度、工具等。運用高速切削的方法,可以解決一系列問題,并把生產的效率相對提高以降低成本。高速切削的定義是一種系統(tǒng)性的加工手段,而不是快速加工,或者使用高速轉動速度的主軸。高速切削最大的優(yōu)點在于它的速度較快,可以提高效率,降低粗糙度和成本,以達到最高化的經濟效益。
如果在加工方面使用高速切削,則會與傳統(tǒng)的普通切削有著較大的差距。首先兩者的要求不同,高速切削對于與之配套的工具也有著相對較為嚴格的要求,它要求與之配套的工具都有著一定的強度和精度,這樣才不會在高速運轉的過程中出現問題甚至出現事故。因此,無論對于主軸還是機床而言,都需要有著能與之匹配的自身屬性。只有強度足夠大,才能完成高速切削,并提高高速切削相對應的準確性和高效性。高速切削還有一些其他的特質,但是這些都是為了輔助切削時所產生的對應問題。例如,冷卻系統(tǒng)角度,可以讓其能適應切削液的冷卻;為了快速找準定位,能自主運行,減少人力成本,則有了換刀系統(tǒng)[4]。
任何器具在長期使用后都會有一定的磨損,而快速加工則會加劇磨損的程度,切削技術也是如此。在傳統(tǒng)的加工方式中,速度往往會嚴重影響磨損程度,經過一系列研究表明,它們兩者的關系通常是相對的,所以對于高速切削技術的應用而言,加工企業(yè)應當更加重視刀具磨損問題。因此,現在有了高速切削的技術更應當注重磨損這一問題,而影響磨損的不僅僅是速度,還有溫度、力度、角度、材料等多方面因素。同時,溫度和力度也是受到速度的影響,溫度和力度往往會隨著速度一同變化。而材料這一重要影響因素則表現在不同強度的材料在進行切削時,也有不同的磨損度,所以不同的刀具材料使用時的注意事項也應當不同。
高速切削可以應用在粗加工,半精加工和精加工三個方面。
首先是粗加工,粗加工在大部分時候可以不使用高速切削,使用傳統(tǒng)的切削方式就已足夠,但如果利用高速切削時,往往是去除加工的余量,同樣是要求一定的精度和粗糙程度的。使用高速切削,往往是為了高效完成工作,因此為了達到這一目的,應當穩(wěn)定機床,以保證方向和力度都不發(fā)生改變,減少出現問題或事故的幾率。哪怕是粗加工,也應當保證零件依舊是原本的形狀,不要發(fā)生太大的改變,所以要對零件做好相應的設計,以保證它在精加工時可以進一步進行精加工的處理。例如,不使用尖角而使用圓角的方法進行零件的處理,這樣的處理方法可以使用殘余量加工,或者是交線清角模式;在進行切削時就應當圓弧形的切削,而不是直接切削,這就需要考慮到下刀的距離。因此,在實際進行應用時,就應當考慮到行間距,這就需要技術性的保障,利用軟件編程提前設定好以確定切削的方式以達到穩(wěn)定的要求。
其次是半精加工,半精加工是精加工和粗加工之間的一個過渡,只要做好加工的表面,讓其比較光滑,減少原材料,進一步為精加工做好準備即可。
最后是精加工,精加工則需要完全按照圖紙進行,只有完全按照圖紙進行才能滿足設計的要求。精加工對粗糙程度和精確度都有著準確的要求,同時還要考慮精加工和粗加工的差距,不能太大,否則不易過渡,但是也不可以太小,否則不易加工。因此,需要了解到精加工的特點,操作時可以按照圖紙加大轉軸速度,減少背吃刀量,在加工時可以逐步加工,先處理平面,然后再處理曲面,或者是臺階形面。這就需要因地制宜,根據不同的情況選擇不同的方案來進行處理。
高速切削與傳統(tǒng)的加工方法不同,但是也有著一定的相同之處,即和傳統(tǒng)的數控加工一樣,都是利用自動的編程軟件來進行的。因此,需要借助一定的編程軟件來進行設計加工任務。目前,中國常用的軟件是CAXA,它既能滿足擁有較高計算速度的要求,同時也能滿足刀具檢查的要求。
根據論文的論述,高速切削技術已經逐步地被應用在多方面的模具加工技術中,而且具有著較大優(yōu)勢,如生產效率高、質量高、節(jié)約能源以及精確度高等。此外,它也能滿足與之對應的要求,如要求一定的強度、精度、剛度等??偠灾?,高速切削技術在未來會繼續(xù)發(fā)展,并逐步在模具加工中起到重要作用,因此需要進一步予以重視。