高速切削加工技術(shù)及其在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2117

高速切削加工是面向21世問紀(jì)的一項高新技術(shù),它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征,在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用,并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。


      高速切削加工的技術(shù)特征


      高速切削是實現(xiàn)高效率制造的核心技術(shù),工序的集約化和設(shè)備的通用化使之具有很高的生產(chǎn)效率?梢哉f,高速切削加工是一種不增加設(shè)備數(shù)量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術(shù)。其技術(shù)特征主要表現(xiàn)在如下幾個方面:


      1)切削速度很高,通常認(rèn)為其速度超過普通切削的5~10倍:


      2)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高,一般將主軸轉(zhuǎn)速在10000~20000r/min以上;


      3)進(jìn)給速度很高,通常達(dá)15~50m/min,最高可達(dá)90m/min


      4)對于不同的切削材料和所采用的刀具材料,高速切削的含義也不盡相同;


      5)切削過程中,刀刃的通過頻率(Tooth Passing Freqnency)接近于“機(jī)床-刀具-工件”系統(tǒng)的主導(dǎo)自然頻率(Dominant Natural Frequency)。


      1992年,德國Darmstadt工業(yè)大學(xué)的H.Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工(High Speed Manu facturing,HSM)的概念及其涵蓋的范圍,如圖1所示。認(rèn)為對于·不同的切削對象,圖中所示的過渡區(qū)(Transition)即為通常所謂的高速切削范圍,這也是金屬切削工藝相關(guān)的技術(shù)人員所期待的或者可望實現(xiàn)的切削速度。



      與傳統(tǒng)加工相比,由于高速切削顯著地提高了切削速度,從而導(dǎo)致工件與前刀面的摩擦增大并導(dǎo)致切屑和刀具接觸面溫度的提高。在該接觸點,摩擦帶來的高溫能達(dá)到工件材料的熔點,使得切屑變軟甚至液化,因而大大減小了對切削刀具的阻力,也就是減小了切削力,使得切削變得輕快,切屑的產(chǎn)生更加流暢。同時由于加工產(chǎn)生的熱量的70%~80%都集中在切屑上,而切屑的去除速度很快,所以傳導(dǎo)到工件上的熱量大大減少,提高了加工精度。高速切削加工技術(shù)的優(yōu)點主要在于:提高生產(chǎn)效率;提高加工精度和表面質(zhì)量;降低切削阻力。

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