以前
,人們還認(rèn)為硬度超過(guò)HRC45的金屬材料很難實(shí)現(xiàn)高速加工,因此,通常的做法是先對(duì)軟鋼工件進(jìn)行粗加工和半精加工,然后在將其淬硬后,再使用具有足夠加工能力的機(jī)床(或通過(guò)手工)對(duì)淬硬工件進(jìn)行精加工,以去除微小余量為了高速加工淬硬鋼
既然硬材料的高速加工(HSM)具有這些嚴(yán)苛要求及各種挑戰(zhàn),為什么仍然值得努力去實(shí)現(xiàn)這種加工方式呢
?答案非常簡(jiǎn)單:一旦掌握了硬材料的高速銑削技術(shù),就能大大提高生產(chǎn)率?div id="d48novz" class="flower left">那么,成功的高速硬銑削需要具備哪些技術(shù)條件呢
?顯然,第一個(gè)要求是必須具有能達(dá)到高速加工(HSM)轉(zhuǎn)速——平均從20,000r/min到大約40,000r/min——的高速主軸,從而能在不增大切削力的情況下采用更高的進(jìn)給率。然而,速度并不是需要關(guān)注的最重要因素為了控制主軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)
,就必須提高CNC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度。與幾年前使用的處理器相比,如今的高速處理器的運(yùn)行速度已有大幅提高,控制軟件也更加先進(jìn),如Makino(日本牧野)公司專(zhuān)門(mén)針對(duì)高速加工優(yōu)化開(kāi)發(fā)的SGI.4控制軟件包。此外,現(xiàn)代總線(xiàn)結(jié)構(gòu)和聯(lián)接速度的提高使控制器能更有效、更可靠地與主軸通訊。各種功能部件(如伺服電機(jī)和軸系)必須能滿(mǎn)足高速加工的要求
。伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)必須能提供最大扭矩而不會(huì)使電機(jī)過(guò)載,以提高各運(yùn)動(dòng)軸的加速度此外
當(dāng)高速銑削硬度大于HRC45的工件材料時(shí)
為了應(yīng)對(duì)振動(dòng)和高溫
,首先需要采取的步驟是采用穩(wěn)定性好的機(jī)床和刀具夾頭。一般來(lái)說(shuō),采用具有較好剛性和較大重量的鑄件,可以提高機(jī)床的穩(wěn)定性。鑄鐵構(gòu)件對(duì)于減小撓曲變形和提供熱穩(wěn)定性特別重要。機(jī)床的結(jié)構(gòu)越厚重結(jié)實(shí)需要考慮的另一個(gè)重要特性是機(jī)床的溫度控制能力
許多模具(尤其是大型模具)往往需要幾天時(shí)間才能加工完成
主軸中心冷卻是Makino公司開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù),它能有效減小高速主軸的熱膨脹
至于刀具夾頭,你需要確定哪種夾頭最適合自己的加工
選擇刀具夾頭時(shí)需要考慮的最大問(wèn)題是對(duì)其減振性能要求有多高。刀具夾頭系統(tǒng)不應(yīng)該允許能量傳入主軸界面(刀具與主軸之間的重要接觸點(diǎn))
制造精良的彈簧夾頭吸振性好
無(wú)論采用何種刀具夾頭
高速加工淬硬鋼時(shí)
確保所使用的編程軟件允許采用各種可能對(duì)高速銑削淬硬鋼極具價(jià)值的切削技術(shù)
另一個(gè)重要的編程要點(diǎn)是要了解如何根據(jù)工件材料的硬度選取切削寬度和切削深度
表1 高速銑削淬硬鋼時(shí)的切寬與切深
工件硬度-HRC45以下-HRC45~58-HRC60以上
徑向切寬-刀具直徑的50%-刀具直徑的45%-刀具直徑的45%
軸向切深-刀具直徑的10%-刀具直徑的7%-刀具直徑的5%
在粗銑加工中
必須確保你的加工程序和編程能力可以滿(mǎn)足高速銑削淬硬鋼的要求
。如果你沒(méi)有采用合適的加工方式,就可能會(huì)損壞刀具,并使工件報(bào)廢。如果你以前從未為高速切削和(或)淬硬鋼加工編制過(guò)加工程序,在不經(jīng)過(guò)一定培訓(xùn)的情況下,你可能很難完成這一任務(wù)。高速硬銑削與低速硬銑削和高速軟銑削都截然不同。同樣的加工法則不一定再適用
,允許的誤差范圍也大大縮小。鑒于這些事實(shí),采用高速硬銑削的車(chē)間必須對(duì)其員工進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn),以適應(yīng)加工任務(wù)的這種變化。例如
,高速軟銑削與高速硬銑削之間的不同之處是,人們傾向于認(rèn)為采用新的機(jī)床和刀具系統(tǒng)進(jìn)行高速硬銑削時(shí),如果發(fā)生機(jī)床
、主軸和專(zhuān)用刀具系統(tǒng)損壞的情況,將會(huì)造成昂貴的經(jīng)濟(jì)損失和浪費(fèi)大量時(shí)間。因此,必須對(duì)工藝師和機(jī)床操作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),確保他們具備正確使用高速硬銑削加工設(shè)備和工具系統(tǒng)的能力。培訓(xùn)不僅對(duì)保護(hù)重要設(shè)備和降低廢品率十分重要,而且可以幫助企業(yè)的其他員工對(duì)工件流可能發(fā)生的變化有備無(wú)患
。許多實(shí)施高速加工的企業(yè)都意識(shí)到,一些環(huán)節(jié)很快就會(huì)形成瓶頸。當(dāng)人們習(xí)慣于以某種確定的節(jié)奏進(jìn)行一項(xiàng)操作時(shí),如果其中一個(gè)特定部分突然加速,就很容易造成混亂。當(dāng)你開(kāi)始實(shí)施高速硬銑削時(shí),這一點(diǎn)變得尤為重要,因?yàn)榧庸ぱh(huán)時(shí)間會(huì)比過(guò)去大幅縮短(通常會(huì)縮短50%以上)。 以上資料由蘇州碩朔五金工具整理發(fā)布(www.openvp.cn)
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