下载文档原格式
高速CNC加工的优点有哪些？高速CNC加工的优点有哪些？丰远五金制品厂可以制造五金模具和塑胶模具，在模具制造的过程中常用到高速CNC加工。
高速CNC加工有哪些特点和好处？一、高速CNC加工的优势：高速CNC加工（HSM或HSC）是二十世纪九十年代迅速发展应用的先进加工技术。
通常是指高的主轴转速（10,000-100,000r/min）、高的进给速度(40m-180m/min)下的铣削加工。
高速加工在实际应用中能解决新材料的加工问题，适应表面质量高、精度高、形状复杂的三维曲面加工，减少和避免效率低的电火花加工，解决薄壁零件的加工问题，数控高速复合加工还可以减少搬运与装夹次数，避免重复定位带来的加工误差等，既提高了加工质量，又提高了加工效率。
高速CNC加工一般采用高的铣削速度和快速多次走刀来提高效率，小直径刀具，适当的进给量，小的径向和轴向切削深度，即切削体积。
随着铣削速度的提高，加工时间大幅度缩短，并且切削力下降、振动小，尤其是径向切削力大幅度降低，零件变形小，由于在切削时大量的切削热被切屑带走，工件表面温度较低。
由于高速铣削的的上述特点，高速加工相对常规加工具有突出优点：高生产率、工作平稳、加工表面质量很高，无需再进行其它表面处理工序、有利于加工薄壁零件和高强度、高硬度脆性材料、可缩短交货期、减少设备台数及车间面积、减少工人数量。
二、高速CNC加工与塑胶模具制造目前塑料模具越来越精巧、结构越来越复杂，要求的合模次数接近和超过80万次，采用的模具钢材的硬度越来越高，有的甚至超过HRC 64以上，而模具的交货期却要求越来越短。
大多数塑胶模具材料都是高硬度、耐磨性能好，其加工难度大。
传统工艺广泛采用电火花（EDM）微切削加工成形，生产效率极低。
高速CNC 加工技术对塑胶模具加工工艺产生了巨大影响，它改变了传统模具加工所采用的“电火花→抛光”等复杂冗长的工艺流程，甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。
说明：绿色内容为后加入的，尚未加入到课件PPT中。
第1章绪论（高速加工概述）1.1 高速加工的定义1.2 高速加工的特点1.3 高速加工的应用1.4 高速加工的关键技术-----------------------------------------------------------------------------------------1.1 高速加工的定义1.1.1 高速加工的提出和发展高速加工技术是近十几年才迅速发展的一项先进制造技术，但它的理论研究可追溯到20世纪20年代末。
德国切削物理学家皮尔。
萨洛蒙(Dr.Carlsalomon)博士于1929年进行了超高速切削实验，获得一些实验曲线，现在常被称为“salomon 曲线”(如图1-4)。
1931年4月发表了著名的超高速切削理论。
Saiomon 指出:在常规的切削速度范围内(见图1-5中A区)，切削温度随着切削速度的增大而提高，但当切削速度增大到某一数值Vs以后，切削速度再增大，切削温度反而降低(如图1-5)，且该切削速度值Vs与工件材料的种类有关。
对于每一种工件材料都存在一个速度范围，在该速度范围内(见图1-5中B区)，由于切削温度太高，刀具材料无法承受，切削加工就不可能进行，这个范围常被称为“死谷(Deadvalley)”。
Salomon是用圆锯片来做实验研究的，这主要是因为当时还没有高速旋转的电机，因而只能通过加大圆锯片的直径来得到较高的切削速度图1-4 Salomon曲线图1-5 Salomon曲线示意图虽然由于实验条件的限制，当时无法付诸实践，但这个思想激起了人们研究高速切削的热情，推动了高速切削的研究；他给后来的研究者一个非常重要的启示，即如果能越过这个“死谷”.而在高速区(见图1-5中C区)工作，那么就有可能用现有的刀具进行高速切削，切削温度与常规切削基本相同，从而大幅度地减少切削工时，大大提高机床的生产效率，而且还将给切削带来一系列的优良特性。
简述数控加工中心的工作特点。
1.引言1.1 概述概述数控加工中心是利用计算机控制系统对工件进行加工的一种先进设备。
与传统的机械加工方式相比，数控加工中心具有更高的精度、更快的加工速度和更广泛的加工能力。
数控加工中心通过在计算机程序中输入相应的加工路径和参数，通过自动化的控制系统驱动刀具和工件进行加工操作，实现对工件的精确加工。
数控加工中心的工作特点数控加工中心具有以下几个显著的工作特点：1. 高度自动化：数控加工中心通过计算机程序的输入和控制系统的运行，实现了对加工过程的全面自动化控制。
在加工过程中，只需要设置加工路径和参数，然后由计算机控制系统自动执行加工操作，大大降低了人工操作的需求。
2. 高精度加工：数控加工中心采用数字化控制方式，通过精确控制刀具和工件的运动轨迹和加工参数，实现对工件的精确加工。
相比传统的机械加工方式，数控加工中心具有更高的加工精度和重复性。
3. 多功能加工：数控加工中心具有多种加工功能，能够完成不同形状、不同材质的工件加工。
通过更换刀具和调整加工参数，可以实现钻孔、铣削、镗削、切割等多种加工操作，提高了加工的灵活性和效率。
4. 高效率加工：数控加工中心在自动化控制的基础上，还具备高速加工的能力。
通过提高切削速度和进给速度，加工中心能够在较短的时间内完成较多的加工任务，提高了加工的效率和生产能力。
5. 灵活性和可调性：数控加工中心可以根据不同的加工需求进行灵活的设置和调整。
通过调整刀具的刃具半径、加工速度、进给速度等参数，可以实现对不同尺寸、不同形状工件的加工操作，满足多样化的生产需求。
总结而言，数控加工中心具有高度自动化、高精度加工、多功能加工、高效率加工以及灵活性和可调性等工作特点。
随着科技的不断发展和应用的不断推广，数控加工中心在各个行业的应用范围将会更加广泛，为工业生产带来更大的便利和效益。
在未来的发展中，数控加工中心有望实现更高精度、更高速度和更多样化的加工能力，为工业制造提供更强大的支撑。
高速切削加工的计算机数控技术史毅(江西现代学院机械学院，江西南昌330029)应用科技脯要]棵器高速切哥唾加工计算机兹艘系统速度与精度的影响，分析了树嚎括补与直线插朴的优缺点。
介绍了高速教控系统的速度预控常J、误差补偿等其他动自匕目蝴】高速切削；插补；计算机数控对高速切削加工的主要要求是能够加工复杂曲面，加工质量和切削效率、速度要高。
计算机数控(C N C)系统的基本任务，是根据已编制的零件加工程序，计算出沿机床各坐标轴的进给指令，驱动各轴运动，从而获得所需的运动轨迹。
其中需要进行插补处理。
1计算初．姑蓝寸甭补1．1直线插补直线与圆弧是构成零件轮廓的最基本线条，通常计算机数控系统均具有圆弧与直线插补功能。
目前占主导地位的直线插补计算简单，但存在一些问题需要克服。
常规的计算机数控系统在直线插补时，必需采用高精度的表面描述来近似。
零件曲线曲率变化较大、表面轮廓复杂时，需要增加中间计算点的数量，这样就导致了数控程序执行时间延长。
C N C系统具有一定的插补周期，它与最大进给速度F，(m／m i n)的关系是F。
F60(L m。
选T定后，由于加工精度要求选取短的插补直线长度L，不仅会使计算数据扩大，还会直接限制最大进给速度，也就是插补周期问题。
这与高速切削加工所要求的轨迹进给速度发生矛盾。
降低了加工精度与速度。
此外，直线插补还会使工件表面产生棱面。
12样条插补相对于直线插补，样条插补更为精确，其中以圆弧插补最为常用。
直接处理样条程序段的N U RB S插补方法优点很多。
多边形的编程，将为直线从C A M系统传递样条轨迹描述的方式，或通过几何转换即压缩直线程序段代替。
建立在三次B样条函数基础上的N U R B S函数有可调参数∞，可以精确、灵活地控制逼近曲面或曲线的形状，可以精确地表示所有二次曲面与曲线。
样条曲线数据必须减少数据总量，同时为流畅的加工提供必需的曲率和切线连续的程序髓立渡。
要求计算机数控系统能够通过制定精修多边形程序段的途径，自动光滑处理运动轨迹从而获得较为光滑的零件表面。
高速加工一、高速加工概述新一代的机床性能大大改进，主轴转速可以轻松达到20 000r/min以上，进给速度可以达到30 000mm/min，大大提高了加工效率以及设备的利用率，这更需要使用者研究规划工艺、优化程序、选择合适的刀具。
高速加工的概念是伴随着机床设备的发展不断更新的。
一般采用高的主轴转速、高的进给速度、较小的背吃刀量，其切削速度伴随刀具材料的超硬耐磨性的发展而不断提高。
通过了解高速加工的特点，虽然不一定能达到高速加工的要求，但在实际生产中采用高速加工的概念指导加工，还是可以取得一定效果的。
二、高速加工工艺1.高速加工程序特点：（1）全程无空刀路、无抬刀，都是在有效切削零件。
（2）所有刀路流畅，都是圆滑过渡，无拐点。
（3）刀路步距均匀、梳密一致，效率高。
（4）路径最短。
这符合优质刀路的特点，因此该加工程序很好。
2.发动机缸体高速铣削工艺发动机缸体高速铣削工艺的要求。
除了发动机缸体高速铣削工艺对精度、计算稳度的要求极高之外，其在使用中还有一些特殊的要求，主要集中在以下几点：首先发动机缸体高速铣削工艺在使用中不能和任何工装及工件发生碰撞；其次加工刀具在轨迹上必须保障绝对的平滑，以及十分均匀的切削深度；最后在发动机缸体高速铣削工艺使用中，其导致的设备振动必须控制在一定范围内。
3.发动机缸体高速镗孔工艺发动机缸体高速调头镗孔工艺的优势。
高速调头镗孔工艺的优势主要几种在三个方面，其一为在镗孔中镗杆较短，因此在切削速度上有所提升；其二为因为镗轴伸长较短，因此在精度方面更有保障；其三为切削设备占用空间较小，因此工作人员的工作活动空间更大，工作更为直观、安全。
三、高速加工刀具1.刀具的要求：高硬度、高耐磨、高强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性。
（1）硬质合金涂层刀具最常用（2）TiC（TiN）基硬质合金金属陶瓷（3）陶瓷刀具耐热耐磨但强度韧性差（4）立方氮化硼刀具CBN 一般用来精加工高硬度淬火钢、高温合金、工具钢、高速钢，耐热耐磨但脆性大、韧性差（5）聚晶金刚石刀具PCD 不宜加工铁及其合金高速加工刀具刀柄：采用1：10 短锥柄代替传统的7：24 长锥柄成为发展趋势。
探析数控高速加工技术综述数控高速加工技术是一种高效的加工方法，在制造业中得到了广泛应用。
其主要优点是可以提高加工精度和效率，降低加工成本。
本文将探析数控高速加工技术的相关概念、应用、发展以及存在的问题。
一、概述数控高速加工技术是指采用数控加工设备，结合高速切削工具，进行高速、高效、高精度的自动化加工过程。
相对于传统的机械加工方法，数控高速加工技术不仅可以提高加工精度，而且可以缩短加工周期，降低成本，提高生产效率和竞争力，具有重要的应用价值和发展前景。
其主要应用于航空航天、汽车、模具、光学、医疗等领域。
二、应用数控高速加工技术的应用范围很广，主要包括以下几个方面：1.航空航天航空航天是数控高速加工技术应用的主要领域之一。
在制造飞机部件时，数控高速加工技术可以快速地完成复杂曲面的加工，提高加工精度和表面质量，保证飞机部件的质量和性能。
2.汽车制造在汽车制造行业，数控高速加工技术主要应用于汽车发动机的制造和零部件加工，以及其他大型机械设备的加工和维修。
利用数控高速加工技术，可以提高汽车发动机的工作效率和稳定性，降低噪音和污染，保证汽车的安全性和质量。
3.光学制造在光学行业，数控高速加工技术主要应用于光学元件的制造和加工。
利用数控高速加工技术，可以制造出高精度、高稳定性的光学元件，提高光学设备的精度和性能，满足不同领域的应用需求。
4.医疗制造在医疗行业，数控高速加工技术主要应用于人工骨、植入物等医疗设备的制造和加工。
利用数控高速加工技术，可以使医疗设备更加精确地适应不同的人体部位和病情，提高医疗治疗的效率和安全性。
三、发展趋势随着科技的不断发展和制造业的升级换代，数控高速加工技术也在不断地发展和完善。
未来数控高速加工技术的发展可能会朝着以下几个方向发展：1.高速切削目前数控高速加工技术的切削速度一般在500 m/min以上，但是随着材料的不断进步和加工工具的不断改进，未来数控高速加工技术的切削速度可能会更快，达到1 000 m/min以上。
专题部分高速切削的数控加工工艺数控铣削加工工艺的制订一．零件图工艺分析针对数控铣削加工的特点，下面列举出一些经常遇到的工艺性问题作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。
（1）图纸尺寸的标注方法是否方便编程？构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要？各几何元素的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明确？有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸？等等。
（2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证？不要以为数控机床加工精度高而放弃这种分析。
特别要注意过薄的腹板与缘板的厚度公差，“铣工怕铣薄”，数控铣削也是一样，因为加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让。
极易产生切削面的振动，使薄板厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也将恶化或变坏。
根据实践经验，当面积较大的薄板厚度小于3㎜时就应充分重视这一问题。
（3）内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小?（4）零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r是否太大？（5）零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱，是否可以统一？因为在数控铣床上多换一次刀要增加不少新问题，如增加铣刀规格，计划停车次数和对刀次数等，不但给编程带来许多麻烦，增加生产准备时间而降低生产效率，而且也会因频繁换刀增加了工件加工面上的接刀阶差而降低了表面质量。
所以，在一个零件上的这种凹圆弧半径在数值上的一致性问题对数控铣削的工艺性显得相当重要。
一般来说，即使不能寻求完全统一，也要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢，达到局部统一，以尽量减少铣刀规格与换刀次数。
（6）零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性？有些工件需要在铣完一面后再重新安装铣削另一面]。
由于数控铣削时不能使用通用铣床加工时常用的试削方法来接刀，往往会因为工件的重新安装而接不好刀(即与上道工序加工的面接不齐或造成本来要求一致的两对应面上的轮廓错位)。
为了避免上述问题的产生，减小两次装夹误差，最好采用统一基准定位，因此零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。
高速加工工艺高速加工是一种高效的切削方法，它以高切削速度进行小切削量加工，其金属去除率比普通数控加工要高，并且延长了刀具寿命、减少了非加工时间，它适应了现代生产快速反应的应用特点。
高速加工采用全新的加工工艺，在刀具、切削用量、走刀路径及程序编制等方面，都不同于传统的数控加工。
1．高速加工刀具选择高速加工对刀具材料要求更高。
在实际加工中一般按照下列原则选用合适的刀具材料：粗加工时优先考虑刀具材料的韧性；精加工时优先考虑刀具材料的硬度。
高速加工的刀具材料有立方氮化硼（CBN）、金刚石（PCD）、陶瓷等。
使用CBN刀具铣削端面时，其切削速度可高达5000m/min，主要用于灰口铸铁的切削加工。
聚晶金刚石刀具特别适用于切削含有SiO2的铝合金材料，目前，用聚晶金刚石刀具铣削铝合金端面时，5000m/min的切削速度已达到实用化水平。
此外，陶瓷刀具也适用于灰口铸铁的高速切削加工。
CBN和PCD刀具尽管具有很好的高速切削性能，但成本相对较高，釆用涂层技术的刀具价格低廉，又具有优异性能，可以有效降低加工成本，所以高速加工采用的立铣刀，大都釆用氮化铝钛（TiAlN）系的复合多层涂镀技术进行处理。
不同工件材料的高速加工需要选择与其匹配的刀具材料和加工方式，才能获得最佳的切削效果。
铝合金高速加工时，可以选用金刚石刀具。
如果刀具复杂，可采用整体超细晶粒硬质合金、粉末高速钢、高性能高速钢及其涂层刀具进行高速加工。
加工钢和铸铁及其合金时，采用Al2O3基陶瓷刀具较合适；立方氮化硼适于HRC45-65以上的高速硬切削；氮化硅基和立方氮化硼更适于铸铁及其合金的高速切削，但不宜于切削以铁素体为主的钢铁；WC基超细硬质合金及其TiCN、TiAlN、TiN涂层刀具和TiC/TiN基硬质合金刀具也可加工钢和铸铁。
加工钛合金时，一般可用WC基超细晶粒硬质合金和金刚石刀具。
2．高速加工切削用量选择高速加工的切削速度通常为常规切削速度的5~10倍左右。
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用摘要：随着科技的快速发展，机械制造行业正面临着前所未有的挑战和机遇。
传统的加工方法已无法满足现代机械制造的高效、高质量和低成本的需求。
因此，数控高速切削加工技术作为一种先进的加工技术，在机械制造领域的应用日益受到关注。
本文将深入探讨数控高速切削加工技术在机械制造中的应用，分析其优势和存在的问题，并提出相应的解决方案。
关键词：数控高速切削加工；机械制造；技术应用引言：为了满足现代机械制造的高效、高质量和低成本的需求，各种先进的加工技术不断涌现。
其中，数控高速切削加工技术作为一种具有显著优势的加工技术，在机械制造领域的应用日益受到关注。
数控高速切削加工技术是一种先进的制造技术，它结合了计算机数控（CNC）技术、高速主轴系统、高速进给系统、高性能刀具等先进技术，实现了高效率、高质量的切削加工。
1数控高速切削加工技术概述1.1概念数控高速切削加工技术的基本原理是通过计算机数控技术控制切削工具的切削参数，如切削速度、进给速度和切削深度等，以实现最优化的切削过程。
在切削加工过程中，通过采用超硬材料的刀具和磨具，以及优化后的高速主轴系统、快速进给系统和高性能CNC控制系统，实现对工件材料的高效切除和高质量加工。
具体工作步骤如下：编程与设定：首先，根据工件的加工要求和材料特性，编写相应的数控程序。
这个程序会设定切削工具的进给速度、切削深度、切削速度等关键参数。
刀具与主轴：高速切削加工需要高速旋转的刀具和主轴。
刀具通常采用超硬材料，如硬质合金或陶瓷，以增加其耐磨性和寿命。
主轴则通过电力或液压方式驱动，以实现高速旋转。
切削过程：当刀具与工件接触时，刀具的高速旋转会带动切削刃对工件进行切削。
同时，进给系统按照数控程序设定的速度和深度，控制刀具的进给，实现连续的切削过程。
冷却与润滑：在切削过程中，为了降低切削温度和减少刀具磨损，通常会使用冷却液和润滑剂。
这些流体可以有效地带走切削热，并减少摩擦。
数控高速加工技术
【机械设计制造及自动化论文栏目提醒】：网学会员鉴于大家对机械设计制造及自动化论文十分关注，论文会员在此为大家搜集整理了“数控高速加工技术综述浅谈”一文，供大家参考学习
数控高速加工技术综述，本文着重介绍了高速切削各相关技术的研究动态,并对高速切削技术的应用前景进行了展望。
一、高速加工的技术优势
高速加工在切削原理上是对传统切削认识的突破。
据资料介绍,在国外的高速加工试验中已经证实,当切削速度超过一定值(V=600m/min)后,切削速度再增高,切削温度反而降低,在切削过程中产生的热量进入切削并从工件处被带走。
试验条件下的测试证明了在大多数应用情况下,切削时工件温度的上升不会超过3℃。
相应地,在已给定的金属切除率下,当切削速度超过某一数值之后,实际切削力会近似保持不变。
经过理想的高速加工后,切屑变形及其收缩加工的实现与应用对航空制造业有着重要的意义。
高速加工自身必须是一个各相关要素相互协调的系统,是多项先进技术的综合应用,为此机床厂商应进行大力的开发研制,推出与高速加工相关的
新技术设备。
二、数控高速加工的发展现状
实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备),在机械制造业得到广泛应用,相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。
在我国航天、航空、汽轮机、模具等行业,程度不同地应用了高速加工技术,其间的差距在于国家对该行业投入资金、引进政策等支持的多少,以及企业家们对高速加工系统技术认识的深浅。
相对于汽车制造业而言,这类机械制造行业基本上是属于工艺离散型制造业。
其高速加工技术主要表征在对高速数控机床与刀具技术的应用上。
目前国内已引进的加工中心、数控镗、铣床主轴转速一般≤8
000r/min(极少有12 000r/min),快进速度≤40m/min。
对铸铝、锻铝合金体、高强度铸铁和结构钢件,多采用超细硬质合金、涂层硬质合金刀具材料和标准结构的各类刀具加工。
超硬刀具材料及专用结构刀具应用还较少,加之机床主轴转速偏低,一般不能进入高速切削领域。
以铣削加工为例,这些行业加工铝合金工件:切削速度1 000m/min,进给速度15m/min,每齿进刀量0.35mm。
车削:切削速度700m/min。
铣削铸铁、结构钢(含不锈钢)工件:切削速度500m/min,进给速度
10m/min,每齿进刀量0.3mm。
上述行业中,数控设备利用率仅为25%左右。
预计“十五”期间,上述行业将会在应用高速加工技术方面发生跳跃式的进步与发展。
三、数控高速加工机床的关键技术
高速机床是实现高速切削加工的前提和关键。
具有高精度的高转速主轴,具有控制精度高的高轴向进给速度和进给加速度的轴向进给系统,又是高速机床的关键所在。
分述如下:
1. 高速主轴
高速主轴是高速切削最关键零件之一。
目前主轴转速在10 000～20 000 r/ min 的加工中心越来越普及,转速高达100 000 r/ min、200 000 r/ min、250 000 r/ min的实用高速主轴也正在研制开发中。
高速主轴转速极高,主轴零件在离心力作用下产生振动和变形,高速运转摩擦和大功率内装电机产生的热会引起高温和变形,所以必须严格控制。
为此对高速主轴提出如下性能要求:(1)高转速和高转速范围;(2)足够的刚性和较高的回转精度;(3)良好的热稳定性;(4)大功率;(5)先进的润滑和冷却系统;(6)可靠的主轴监测系统。
2. 快速进给系统
高速切削时,为了保持刀具每齿进给量基本不变,随着主轴转速的提高,进给速度也必须大幅度地提高。
目前高速切削进给速度已高达50m/min～120m/min,要实现并准确控制这样的进给速度对机床导轨、滚珠丝杠、伺服系统、工作台结构等提出了新的要求。
而且,由于机床上直线运动行程一般较短,高速加工机床必须实现较高的进给加减速才有意义。
为了适应进给运动高速化的要求,在高速加工机床上主要采用如下措施:(1)采用新型直线滚动导轨,直线滚动导轨中球轴承与钢导轨之间接触面积很小,其摩擦系数仅为槽式导轨的1/ 20左右,而且使用直线滚动导轨后,“爬行”现象可大大减少;(2)高速进给机构采用小螺距大尺寸高质量滚珠丝杠或粗螺距多头滚珠丝杠,其目的是在不降低精度的前提下获得较高的进给速度和进给加减速度;(3)高速进给伺服系统已发展为数字化、智能化和软件化,高速切削机床己开始采用全数字交流伺服电机和控制技术;(4)为了尽量减少工作台重量但又不损失刚度,高速进给机构通常采用碳纤维增强复合材料;(5)为提高进给速度,更先进、更高速的直线电机己经发展起来。
直线电机消除了机械传动系统的间隙、弹性变形等问题,减少了传动摩擦力,几乎没有反向间隙。
直线电机具有高加、减速特性,加速度可达2g,为传统驱动装置的10～20倍,进给速度为传统的4～5倍,采用直线电机驱动,具有单位面积推力大、易产生高速运动、机械结构不需要维护等明显优点。
3. 高速切削刀具技术
(1)刀具材料。
高速切削加工要求刀具材料与被加工材料的化学亲合力要小,并具有优异的机械性能和热稳定性,抗冲击、耐磨损。
目前在高速切削中常用的刀具材料有单涂层或多涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石等。
(2)高速切削刀具结构。
高转速引起的离心力在高速切削中会使抗弯强度和断裂韧性都较低的刀片发生断裂,除损伤工件外,对操作者和机床会带来危险。
因此,高速切削刀具除了满足静平衡外还必须满足动平衡要求。
动平衡一般对小直径刀具要求不严,对大直径刀具或盘类刀具要求严格。
外伸较长的刀具,必须进行动平衡。
另外需要对刀具、夹头、主轴等每个元件单独进行平衡,还要对刀具与夹头组合体进行平衡。
最后,将刀具连同主轴一起进行平衡。
但目前还没有统一的平衡标准,对ISO1940-1标准中的平衡质量G值为平衡标准也有不同的看法,有的企
业以G1为标准(所谓G1,即刀具在10 000r/min回转时,回转轴与刀具中心轴线之间只允许相差1Lm),有的以G215为标准。
(3)高速切削刀具几何参数。
高速切削刀具刀刃的形状正向着高刚性、复合化、多刃化和表面超精加工方向发展。
刀具几何参数对加工质量、刀具耐用度有很大的影响,一般高速切削刀具的前角平均比传统加工刀具小10b,后角约大5b～8b。
为防止刀尖处的热磨损,主、副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖,以增大刀尖角,加大刀尖附近刃区切削刃的长度,提高刀具刚性和减少刀刃破损的概率。
(4)高速切削刀柄系统。
加工中心主轴与刀具的连接大多采用7B24锥度的单面夹紧刀柄系统,ISO、CAT、DIN、BT等都属此类。
用在高速切削加工时,这类系统出现了许多问题,主要表现为:刚性不足、ATC(自动换刀)的重复精度不稳定、受离心力作用的影响较大、刀柄锥度大,不利于快速换刀及机床的小型化。
针对这些问题,为提高刀具与机床主轴的连接刚性和装夹精度,适应高速切削加工技术发展的需要,相继开发了刀柄与主轴内孔锥面和端面同时贴紧的两面定位的刀柄。
两面定位刀柄主要有两大类:一类是对现有7B24锥度刀柄进行的改进性设计,如BIG-PLUS、WSU、ABSC等系统;另一类是采用新思路设计的1B10中空短锥刀柄系统,有德国开发的HSK、美国开发的KM及日本开发的NC5等几种形式。
4. 高速切削工艺
高速切削具有加工效率高、加工精度高、单件加工成本低等优点。
高速加工和传统加工工艺有所不同,传统加工认为,高效率来自低转速、大切深、缓进给、单行程,而在高速加工中,高转速、中切深、快进给、多行程则更为有利。
高速切削作为一种新的切削方式,目前尚没有完整的加工参数表可供选择,也没有较多的加工实例可供参考,还没有建立起实用化的高速切削数据库,在高速加工的工艺参数优化方面,也还需要做大量的工作。
高速切削NC编程需要对标准的操作规程加以修改。
零件程序要求精确并必须保证切削负荷稳定。
多数CNC软件中的自动编程都还不能满足高速切削加工的要求,需要由人工编程加以补充。
应该采用一种全新的编程方式,使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线。
目前, Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等CAM软件,数控高速加工技术综述都已添加了适合于高速切削的编程模块。
5. 高速机床的床身、立柱和工作台
通过计算机辅助工程的方法,特别是用有限元进行优化设计,能获得减轻重量、提高刚度的床身和工作台。
四、结语
高速加工技术是现代先进制造技术之一,其产生是市场经济全球化和各种先进技术发展的综合结果。
在此背景下,高速加工技术应运而生,逐步发展成为综合性系统工程技术,并得到越来越广泛的应用。
高速加工的巨大吸引力在于实现高速加工的同时,保证了高速加工精度。
航空航天、汽车及模具制造业对高速加工的认同与强烈要求,推动着高速加工技术在国际上的发展。
相关推荐：
高层结构设计中相关问题浅谈。
