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模具加工中高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用

2021-12-30 01:05:29曾向彬
科技研究·理論版 2021年12期
關(guān)鍵詞:應(yīng)用策略

摘要:高速切削加工技術(shù)作為一種先進的制造技術(shù),在模具加工領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為現(xiàn)代模具制造業(yè)的發(fā)展趨勢,對模具加工工藝產(chǎn)生了巨大影響。因此,本文就高速切削加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用優(yōu)勢、應(yīng)用條件進行分析闡述,以期提高我國的高速切削加工水平。

關(guān)鍵詞:模具加工;高速切削加工技術(shù);應(yīng)用策略

引言

模具作為重要的工藝裝備,在現(xiàn)代工業(yè)中占有舉足輕重的地位。用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率的特點,模具一般是由淬火工具鋼或硬質(zhì)合金制成;制造周期短。常規(guī)的模具加工方法是普通切削加工和電火花加工,一般需要手工打磨、拋光,這樣造成加工效率低,加工精度不穩(wěn)定。而采用高速切削技術(shù)加工模具,可以明顯提高生產(chǎn)效率、提高加工精度、增加模具使用壽命,已經(jīng)成為現(xiàn)代模具制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

一、高速切削加工技術(shù)的概念

高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項先進制造技術(shù),是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進制造技術(shù)。在常規(guī)切削加工中備受困擾的一系列問題,通過高速切削加工的應(yīng)用得到了解決。其切削速度、進給速度相對于傳統(tǒng)的切削加工,有了跨越性的提高,其切削機理也發(fā)生了根本的變化。

二、高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

(一)生產(chǎn)效率高

高速切削技術(shù)本身自帶高速度這一無法抹掉的特點,也是由于這一特點,讓它保障了生產(chǎn)上的高效率。在該技術(shù)中,其主軸的旋轉(zhuǎn)速度和進給速度在配件還沒來得及做出反應(yīng)的情況下就已經(jīng)完成了加工,減少了資源的浪費,讓模具制造業(yè)實現(xiàn)了一次過的夢想。

(二)加工質(zhì)量高

高速切削技術(shù)的高效率的特點,讓高速切削技術(shù)在具體應(yīng)用中,還保證了高質(zhì)量的特點。由于它可以實現(xiàn)一次過,所以減少了切削技術(shù)在制造復(fù)雜零件或是薄軟零件時的橫向切削力,可以保障一些精準部位實現(xiàn)不變形的效果,很大程度上提升了模具制造業(yè)中零件質(zhì)量和耐磨性。

(三)經(jīng)濟效益高

在高速切削技術(shù)的具體應(yīng)用中,其所帶有的高速高質(zhì)量的特點還讓其是實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)濟效益高的特點。在加工零部件時,高速度有效縮短了生產(chǎn)時間,從而也就是降低了對生產(chǎn)材料的浪費;其次制造業(yè)的每一項大型設(shè)備都非常昂貴,高速切削技術(shù)有效地將精加工、干硬切削加工結(jié)合起來,減少了某些生產(chǎn)設(shè)備的成本;最后就是它的高效率提高了模具的生產(chǎn)速度,所以說它具有很高的經(jīng)濟效益。

(四)應(yīng)用范圍廣

高速切削技術(shù)固有的優(yōu)越性,讓其在很多領(lǐng)域都可以得到應(yīng)用。比方說在鈦合金等一些化學(xué)材質(zhì)工件的加工上,或者是飛機羽翼等小部件上,都可以運用到。

三、模具加工中高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用條件

(一)對刀具的要求

在高速切削加工系統(tǒng)中,刀具是最重要的構(gòu)成部分,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到加工質(zhì)量的好壞。刀具切削性能由刀具材料與結(jié)構(gòu)所決定,切削刀是確保高速切削加工工作順利進行的關(guān)鍵。

(二)對刀體的要求

高速切削加工時,會應(yīng)用到大量的鍍層與壓層刀具技術(shù),因此,鑲嵌式刀具的應(yīng)用非常廣泛,這就要求刀片有足夠的連接強度,以防在離心作用下與刀體分離。在10000r/min的轉(zhuǎn)速下,僅憑一個夾緊螺釘壓緊刀片的不夠的,應(yīng)將刀片嵌入刀體內(nèi),再用螺釘將刀片固牢于刀體上。刀具與刀柄的連接要求夾緊精度高、傳遞轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)對稱性佳、外形尺寸小。

(三)對機床的要求

模具加工機床在高速切削加工中起到非常重要的作用,相比于普通切削技術(shù),高速切削對機床則提出了更高的要求。首先,機床主軸轉(zhuǎn)速要高、功率要大。機床主軸轉(zhuǎn)速越高,越能預(yù)防刀具在切削小圓角半徑時與工件產(chǎn)生干擾,一般要求機床主軸轉(zhuǎn)速為10000r/min~100000r/min;粗、精加工時,要求機床主軸的功率要足夠大,一般為20KW~50KW,甚至更大。其次,機床剛性要好。模具的制作材料通常較硬,高速切削所用的刀具通常直徑較小且伸長量較大,導(dǎo)致加工時容易出現(xiàn)顫動,因此要求機床必須有足夠的動、靜剛性最后,要有較大的加速度。進行高速切削時,主軸從開啟到運行的時間通常控制在3秒以內(nèi),為了確保小圓角半徑曲面的高速加工,要求工作臺的進給速度應(yīng)提升至2倍以上。

(四)對CAD/CAM系統(tǒng)的要求

為了確保高度切削加工編程的效率,CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)滿足以下幾個條件。首先,高效的電腦配置,CAM處理程序的計算量非常龐大,要求有足夠容量與強大功能的計算機硬件支持其工作。其次,合適的CAM編程軟件,要求CAM軟件要有較高的計算編程速度,能夠全程自動對過切處理與自動刀柄干涉檢查,且要具備進給率優(yōu)化處理功能,符合高速切削的加工策略,

(五)對加工工藝的要求

加工工藝是成功進行高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一?;诟咚偾邢鞯哪>呒庸ひ话惴譃榇旨庸?、半精加工和精加工三個加工階段。加工階段不同,加工的要求和目的不同,加工的策略也不盡相同。粗加工的主要目的是追求單位時間的最大材料去除率,為半精加工準備工件的幾何輪廓,對表面質(zhì)量和輪廓精度要求不高,重要的是讓機床平穩(wěn)地工作,避免急劇的切削方向和載荷的改變。高速切削的粗加工采取的工藝方案是:高切削速度、高進給率和小切削用量的組合,并盡量采取順銑的加工方式。粗加工中一定要采取螺旋或圓弧切入、切出連接方式,拐角處采用圓弧過渡,避免突然改變刀具進給方向,避免刀具垂直插入工件。半精加工的主要目的是平整粗加工后的表面輪廓,獲得均勻的表面精加工余量,為精加工做準備。因此,應(yīng)對粗加工后模具的剩余加工余量分析,并根據(jù)剩余加工余量的大小和分布情況采用合理的半精加工策略,以保證半精加工后模具表面具有均勻的剩余加工余量。精加工的主要目的是達到工件設(shè)計要求的加工精度和表面質(zhì)量。精加工時的刀具軌跡緊貼零件表面,盡可能在一個工序中進行連續(xù)加工,減少刀具切入、切出次數(shù),刀具軌跡要求平穩(wěn)、圓滑,以保持切削過程的平穩(wěn)性。

結(jié)束語

綜上所述,因為高速切削技術(shù)加工精度高、表面質(zhì)量佳、生產(chǎn)效率高的特點,使其在模具加工中得到了廣泛應(yīng)用,與普通切削加工技術(shù)相比,高速切削加工技術(shù)更能滿足現(xiàn)代化加工技術(shù)的要求,相信隨著對高速切削技術(shù)的不斷深入研究,高速切削加工的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V,甚至有可能取代電加工,成為提升模具制造/加工質(zhì)量的必然選擇。

參考文獻

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[3]嚴江.機械制造中數(shù)控高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用方式[J].南方農(nóng)機.2017(18):117.

作者簡介:

曾向彬,男,1985年5月出生,數(shù)控銑高級技師,機械制造自動化講師,主要研究機械制造加工方向,在企業(yè)從事多年數(shù)控加工與編程工作,現(xiàn)在東莞市技師學(xué)院從事數(shù)控專業(yè)教學(xué)工作。

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