HSM 基础知识介绍(高速铣削)
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高速铣削技术【NORIS丝锥】先进切削加工技术成为增效降本主要途径数控切削加工作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,近年来也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。
它是制造业中重要工业部门,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术,也是这些工业部门迅速发展的重要因素。
因此,在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。
金属切削机床作为数控机床必不可少的配套工艺装备,在数控加工技术的带动下,进入了“数控刀具”的发展阶段,并显示出高效率、高精度、高可靠性和专用化的“三高一专”新特点。
模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉分析认为,当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示很多的优点和强大的生命力,成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。
硬切削是高速切削技术的一个应用领域,即用单刃或多刃刀具加工淬硬零件,它比传统的磨削加工有效率高、柔性好、工艺简单、投资少等优点,已在一些应用领域产生较好的效果。
在汽车业,用cbn刀具加工20crmo5淬硬齿轮(60hrc)内孔,代替磨削,表面粗糙度可达0.22μm,已成为国内外汽车行业推广的新工艺。
当前发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。
模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉认为,当代的高速切削不是切削速度的局部提高,是需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上,包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步,才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高,才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。
把当前的高速切削水平实用化,使我国机加工整体切削效率提高1~2倍,缩小与工业发达国家的差距,是我国从事切削加工与刀具技术的专业人员在新世纪的努力目标和面临的重大挑战。
在美国、德国和日本等工业发达国家,其模具工业近年来正在进行一场大规模的技术革命,这就是逐步用高速切削机床替代电加工设备,对模具型腔进行高效精密加工。
HSM 600(U) ProdMod新推出的HSM 600(U)ProdMod机型是零件生产领域成功应用米克朗高速铣床的最新发展。
今天,米克朗高速铣系列机床是高速铣领域的标志性产品。
加工中心,它能满足加工大中型精密零件所需的高动态性能要求。
它配有高动态响应的直线电机驱动的B轴和C轴。
它的特点有,配有满足生产所需的排屑系统、换刀装置和冷却润滑系统等。
HSM 600(U)ProdMod机床的整体龙门式床身采用了已申报专利的聚合物混凝土制造。
多年来,这种床身结构在小型HSM 400机床和大型HSM600/800机床上都得到验证。
其刚性、减振性、可接近性和紧凑性都是一流的。
该系列机床成功的另一个重要因素是多样化的高性能电机主轴,主轴转速和扭矩范围大。
越来越多的客户青昧米克朗自动化的高速铣削机床。
它可以边加工边装卸工件,因此能显著提高无人值守时的系统使用率。
这两项优点对大中型批量零件的生产极为重要。
这也是米克朗提升现有机床能力,开发HSM ProdMod系列产品的原因。
模块化的换刀装置支持220把刀具在自动化生产中,用户为了管理和使用的方便会采用不同的加工工艺,但都会希望尽可能减少刀具的使用数量。
但是为了达到最大限度的灵活性,通常都会给机床配置全套刀具。
因此,机床必须配有大型刀库。
为适应不同加工要求,Mikron ProdMod装备了模块化的换刀装置。
可以选配120、170甚至220把刀的刀库。
由于将送刀和装刀装置相互分离,使换刀时间大为缩短。
“双刀臂装置”的换刀时间仅为3秒,因此切削中断时间仅约5秒钟。
不过,对连续加工零件的生产来说,换刀时间短还不是唯一的决定因素。
同样重要的是,下一把刀的送刀时间。
米克朗模块化的换刀装置的送刀时间不足10秒钟。
这就能经济地满足加工时间极短的要求(例如钻孔、加工沉孔和攻丝),不再需要为等下一把刀浪费时间。
带HSK—A63锥柄的电主轴新型米克朗HSM ProdMod机床配有带刀具中心内冷系统的HSK-A63锥柄的主轴。
刀具高速切削加工技术特点
高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念,对于不同的加工方法和工件材料与刀具材料,高速切削加工时应用的切削速度并不相同。
通常把切削速度比常规高出5~10倍甚至以上的切削加工叫作高速切削或超高速切削。
以德国达姆施塔特工业大学H.Schulz教授提出的铣削速度范围比较具有代表性:铝合金1000~7000m/min,铸铁800~3000m/min,钢500~2000m/min,钛合金100~1000m/min,镍基合金50~500m/min。
传统硬质合金类刀具加工铝合金壳体切削速度一般在150~300m/min之间,而聚晶石(PCD)类刀具的切削速度能达到2000m/min以上,实现高速切削。
高速切削加工时,高切削速度在材料剪切区短时释放大量热能。
因此,随着切削速度的增加,切削的剪切区、切屑压缩区和变形区内材料的单位切削力反而下降。
总切削力和必需的切削功率同样下降。
高速切削工艺典型的小切削深度结合高进给速度和高主轴转速,将降低切削刃切入工件的时间,或称接触时间。
刀具监控系统在高速切削加工过程中还应该考虑的一个问题是刀柄与机床主轴锥孔的连接方式,常用的锥柄有BT、HSK、CAT及CAPITO等多种形式,但是在高速切削时HSK因其的双面接触过定位结构可以保证刀尖很高的跳动要求,,特别适合高转速工况。
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