向極限挑戰(zhàn)的高速加工技術(shù)
發(fā)布日期:2012-08-29 蘭生客服中心 瀏覽:3025
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為何要高速切削加工 加工中心的加工時間,是包括了排出鐵屑的切削時間和交換工具、軸的定位時間等非切削時間組成的。在加工鍛造、鑄造的引擎等部件時,為縮短同一產(chǎn)品的批量加工時間,盡量縮短非切削時間是有效的,F(xiàn)在有高速自動工具交換裝置,也實現(xiàn)了100m/min以上高速化的軸的快速進(jìn)給。 在加工金屬模具的形狀部位時,切削時間占的比率較高,因此想辦法提高切削效率對于縮短加工時間會產(chǎn)生很大的效果。 現(xiàn)在看一看高速加工的有利之點。首先是加工精度和加工效率。高速加工的進(jìn)刀量使每刃為小進(jìn)給,使工具高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加工,這就提高了進(jìn)給速度。結(jié)果是降低了切削阻力,抑制了剛性較低工具在加工中的變形,使形狀精度得到提高。 最近的切削工具在切削鐵方面的材料時,100-500m/min的切削速度成為推薦條件得到開發(fā)。這樣,高速加工的效率同過去的加工相比可以提高兩倍。 再是切削發(fā)熱。進(jìn)行切削時切削點的發(fā)熱,是工具的前傾面、后隙面的摩擦熱和鐵屑被剪斷變形導(dǎo)致的發(fā)熱為主,隨著切削速度的提高,整體發(fā)熱量會增加,但90%以上被鐵屑吸收,熱傳導(dǎo)基本上不會到工具、工件上。很好地利用這一特點,就可以在抑制工具磨損的同時提高加工效率。 能夠很好地運用上述有利之點,是高速加工成功地達(dá)到高精度、高效率的關(guān)鍵。下面再看一看金屬模具加工的特點、為實現(xiàn)高速切削的設(shè)備、刀具、工具CAM等。 細(xì)微直線組成的金屬模具形狀 加工模具形狀部位采用的數(shù)據(jù),是把要達(dá)到的3次元曲面以微細(xì)的點群進(jìn)行直線插補(bǔ),屬于大量微細(xì)直線的集結(jié)。加工中心按照這微細(xì)直線動作時,要使直線和直線相接部分保證加工精度,就要按照銜接部分的折曲角度和直線長度的比率降低切削進(jìn)給速度,通過銜接部位后,需要反復(fù)進(jìn)行達(dá)到切削進(jìn)給速度時的加減速。 就像開汽車一樣,在大的R彎道上可以高速通過,但在V字形彎道時,如果不充分減速,汽車就會越出道路。 因此,對于加工中心各進(jìn)給軸的指令都是以非常短的間隔作出指示的。變化進(jìn)給軸的加速度、對進(jìn)給軸進(jìn)行移動指令時,從停止?fàn)顟B(tài)到達(dá)到指令的進(jìn)給速度有個必要的距離。例如,作出5m/min的進(jìn)給速度指示時,原來加工中心采用的1.6m/s²的進(jìn)給軸加速度就要達(dá)到2.2mm的加速距離,如使用高加速的9.8/s²時,就成為0.4mm的短加速距離。 再引用一下開車的例子,就像大型卡車(低加速機(jī))和賽車(高加速機(jī))并排啟動,看哪一輛先達(dá)到預(yù)定的速度一樣。 一般來說,模具形狀部位加工用的NC數(shù)據(jù),很多是2mm到3mm以下,短的也有為0.1mm以下的,F(xiàn)在有提高刀具軌跡公差、生產(chǎn)更高精度模具的傾向,因此也有時將線分長縮短,這樣,低加速的加工中心作出高速的進(jìn)給速度指示時,實際的進(jìn)給速度也不會達(dá)到指示的速度。也就是說僅提高了進(jìn)給指令速度,不會縮短加工時間,為提高加工效率,需要有高加速、高速進(jìn)給軸的加工中心。 高速加工中心 這幾年,進(jìn)給結(jié)構(gòu)采用高導(dǎo)引滾珠絲杠或直線電機(jī),加減速度從9.8到19.6m/s²、進(jìn)給速度從60m/min到120m/min的高速快速進(jìn)給加工中心正在商品化。 可是,并非所有這些設(shè)備都能有效地進(jìn)行金屬模具的高速加工。正如前面所述,模具形狀部位的加工 刀夾是使機(jī)械和工具結(jié)合的要素,原來只約束錐面的BT夾具,在主軸回轉(zhuǎn)速度超過20,000min-1時,錐口會由于離心膨脹而張開,刀頭的振擺就會加大。刀頭的振擺直接影響工具壽命,這就會使工具壽命縮短。于是,為做到高速加工,就必須采用可約束錐面和端面兩個面的雙面高速夾具。關(guān)于此類型夾具,HSK和KM公司,還有其他夾具廠家都提出了有特長的夾具方案。
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