高速切削加工在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2124

高速切削加工的概念提出后,經(jīng)過長期的探索、研究和發(fā)展,在近期才被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

目前,加工鋼件時切削速度已達到3000m/min,加工鑄鐵也達到3000m/min,而加工鋁合金時切削速度則達到7000m/min,比常用的切削速度提高了許多倍。除了高速切削外,高速磨削技術(shù)也已進入實用階段。常規(guī)磨削速度為30~40m/s,而超高速磨削的速度已達到150m/s以上了。高速切削和磨削除了能大幅度提高生產(chǎn)率以外,還可以提高加工質(zhì)量,大大改善加工表面質(zhì)量。

   高速切削是指在比常規(guī)切削速度高出很多的速度下進行的切削加工。傳統(tǒng)的切削速度和刀具壽命的關(guān)系被假定為線性關(guān)系,即刀具的速度越高,刀具的磨損越快。20世紀上半葉,一些研究人員發(fā)現(xiàn),在某些加工過程中,切削速度達到某個值后,情況開始發(fā)生變化,刀具磨損加劇,但是速度繼續(xù)上升,超過這一值域,又可以恢復(fù)正常加工。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐,人們意識到對于某一特定的被加工材料來說,在比現(xiàn)行使用的切削速度高許多倍的區(qū)域可能存在一個十分理想的切削條件。在這個切削條件下,生產(chǎn)率高,刀具耐用度長,而且切削力也比較小。 

  高速切削中切削力減小是高速切削技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的物理基礎(chǔ)。對于為什么速度高到一定程度,切削力會減小的問題,有人認為是由于工件材料軟化所致。這種軟化可以理解為切削速度加快,切削剪切區(qū)溫度升高,材料屈服極限降低。也有研究者認為,切削加工所需的能量在某一速度范圍內(nèi)達到平衡點,隨著切削速度進一步加快,切削力降低,并在某一速度后保持不變,然后可能隨著切削的動量改變略有變化。但這些推斷都還不能從材料變形機理上予以確切說明。所以,進一步的研究應(yīng)當考察切削中產(chǎn)生材料變形所需能量是否隨材料變形速度而變化,是否在變形速度(流變速度)超過某一極限值后改變了材料變形方式,從而使變形所需能量減少了。確定這一界限,尋求最佳切削速度具有重大的意義。 

  怎樣定義高速切削?目前一般的定義是5~10倍于常規(guī)切削速度的切削稱為高速切削。筆者認為,在薩洛蒙(Salomon)理論成立的前提下,特定材料切削速度達到極限速度時的切削狀態(tài)就應(yīng)稱為高速切削,高速切削不僅僅通過速度來劃分,而是跟材料的物理力學(xué)性能和切削狀態(tài)密切相關(guān)。 

  盡管目前已形成了高速切削的實用技術(shù),但高速切削機理研究還只停留在一個試驗探索階段,在基礎(chǔ)理論上的研究還不成熟。從切削過程中材料的物理力學(xué)性能變化狀態(tài),而不僅僅通過切削速度來區(qū)分常規(guī)切削加工和高速切削加工更為科學(xué)合理。

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