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高速切削刀具讓金屬加工行業(yè)展翅高飛

發(fā)布時(shí)間:2012-08-09 21:09 作者:admin 瀏覽:3109

現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)追求高速度、高效率、高精度。高速切削加工是切削加工的發(fā)展方向,是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的集高效、優(yōu)質(zhì)和低耗為一身的先進(jìn)制造技術(shù)。它借助于自身獨(dú)特的加工機(jī)理和技術(shù)特點(diǎn),具有極高的加工效率和加工質(zhì)量、低的加工成本以及拓寬的應(yīng)用范圍等一系列的優(yōu)越性,使切削技術(shù)發(fā)生了徹底的改革性進(jìn)步,將逐步成為切削加工的主流。

  1.高速切削加工特點(diǎn)

    高速切削加工不僅可大幅度縮短加工時(shí)間,提高加工效率,降低加工成本,而且可以使零件的表面加工質(zhì)量和加工精度達(dá)到更高的水平。高速切削加工具有以下主要特點(diǎn):

  (1)工件熱變形減少在高速切削加工中,由于切屑在極短時(shí)間內(nèi)被切除,切削熱絕大部分被切屑帶走,因而工件溫度并不高,不僅受熱變形的可能性減小,而且可避免熱應(yīng)力、熱裂紋等表面缺陷。

 ?。?/span>2)有利于保證零件的尺寸、形位精度在高速切削加工中,單位切削力由于切削層材料軟化而減少,從而減少零件加工的變形,這對(duì)于加工薄壁類剛性差的零件特別有利。

  (3)可獲得較好的加工表面質(zhì)量高速切削加工可減小表面硬化層深度,減小表面層殘余應(yīng)力及表面層微觀組織的熱損傷,從而減少零件表面層材質(zhì)的機(jī)械、物理及化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生變化的可能性,保證已加工表面的內(nèi)在質(zhì)量,確保零件的使用性。

 ?。?/span>4)工藝系統(tǒng)振動(dòng)減小在超高速切削加工中,由于機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高,激振頻率遠(yuǎn)離機(jī)床固有頻率,因而使工藝系統(tǒng)振動(dòng)減小,提高了加工質(zhì)量。

  (5)顯著提高材料切除率在提高切削速度的同時(shí)可提高進(jìn)給速度,從而顯著提高材料切除率。例如超高速銑削,當(dāng)保持切削厚度不變每齒進(jìn)給量和切深不變時(shí),進(jìn)給速度比常規(guī)銑削可提高 5 ~ 10 倍,從而達(dá)到很高的材料切除率。

  高速銑削已廣泛用于汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)和模具制造業(yè),加工鋁、鎂等輕金屬合金、鋼材及鑄鐵。

  例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、減速器殼體,飛機(jī)的整體鋁合金薄壁零件,淬硬模具鋼以及鎳基合金、鈦合金等難加工材料。提高材料切除率的策略已由強(qiáng)力而緩慢轉(zhuǎn)向快速而輕便,機(jī)床由強(qiáng)力型提高力學(xué)特性參數(shù))轉(zhuǎn)向高速型提高速度特性參數(shù) .

  2.高速加工對(duì)刀具的要求

    1)刀具材料高速切削時(shí),隨著切削速度的提高,切削力減小,切削溫度上升很高,達(dá)到一定值后上升逐漸趨緩。造成刀具損壞最主要的原因是切削力和切削溫度作用下的機(jī)械摩擦、粘結(jié)、化學(xué)磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等磨損和破損,因此高速切削刀具材料最主要的要求是高溫時(shí)的力學(xué)性能、熱物理性能、抗粘結(jié)性能、化學(xué)穩(wěn)定性(氧化性、擴(kuò)散性、溶解度等)和抗熱振性能以及抗涂層破裂性能等。

  高速和超高速加工正是基于這一重要前提,對(duì)刀具材料既要求硬度高、耐磨性好、耐熱性熱硬性)好,又要求韌性好、耐沖擊。近 30 年來(lái),刀具材料所取得的突破,使得這一難題得到了很好的解決:隨著增強(qiáng)陶瓷刀具和涂層技術(shù)的應(yīng)用,大大提高了刀具的硬度,并使刀具兼有高硬度的刃部和高韌性的基體。

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