以前,人們還認(rèn)為硬度超過HRC45的金屬材料很難實(shí)現(xiàn)高速加工
,因此為了高速加工淬硬鋼,必須具備能夠達(dá)到加工要求的機(jī)床
、控制系統(tǒng)和工具系統(tǒng)。此外,還必須編制合適的加工程序,這些程序必須考慮高速銑削淬硬材料時(shí)刀具所承受的各種應(yīng)力。最后,還需要考慮如何對(duì)操作人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn),因?yàn)橐晒?shí)現(xiàn)淬硬鋼的高速加工,必須具有一種不同的思維方式。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。總體而言,與傳統(tǒng)的硬銑削工藝相比,高速硬銑削能使加工循環(huán)時(shí)間縮短1/2-2/3,并使加工表面光潔度達(dá)到無需再進(jìn)行手工研磨或鉗工精整的水平。然,在對(duì)硬度達(dá)HRC60的淬硬鋼進(jìn)行高速硬銑削加工時(shí),可以穩(wěn)定達(dá)到Ra7?m的表面粗糙度那么,成功的高速硬銑削需要具備哪些技術(shù)條件呢
為了控制主軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)
各種功能部件(如伺服電機(jī)和軸系)必須能滿足高速加工的要求
此外,切屑處理系統(tǒng)也不容忽視
當(dāng)高速銑削硬度大于HRC45的工件材料時(shí),很容易產(chǎn)生振動(dòng)和高溫
為了應(yīng)對(duì)振動(dòng)和高溫
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,為了保持非研磨表面的光潔度和刀痕之間的光滑過渡
主軸中心冷卻是Makino公司開發(fā)的一項(xiàng)專利技術(shù)
至于刀具夾頭
選擇刀具夾頭時(shí)需要考慮的最大問題是對(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,徑跳誤差小
,可以裝夾多種尺寸的刀具,并適用于大多數(shù)精銑加工。如果對(duì)刀具夾頭的精度要求較高,則熱裝夾頭可能是一種最佳選擇。不過,在大部分粗加工中,熱裝夾頭無法吸收高速粗銑淬硬材料時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。一般來說,熱裝夾頭應(yīng)該用于半精加工和精加工。無論采用何種刀具夾頭
,在高速銑削淬硬鋼時(shí),夾頭的平衡都會(huì)變得特別重要。當(dāng)切削系統(tǒng)處于最大轉(zhuǎn)速時(shí),所有的刀具夾頭都應(yīng)該達(dá)到2.5g的平衡要求。高速加工淬硬鋼時(shí),需要使用專門設(shè)計(jì)的切削刀具
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
,需要確定刀具的有效直徑,以根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算公式,采用最大進(jìn)給率進(jìn)行加工,并縮短加工循環(huán)時(shí)間。必須確保你的加工程序和編程能力可以滿足高速銑削淬硬鋼的要求
。如果你沒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)淬硬鋼加工編制過加工程序,在不經(jīng)過一定培訓(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,可以把一些加工缺陷留待后面的工序再進(jìn)行加工、修整或光整。如果你的目的是通過省略粗銑軟鋼工序來縮短加工循環(huán)時(shí)間,那么,在對(duì)淬硬工件進(jìn)行銑削后,就不可能再對(duì)其進(jìn)行鉗工修整。在高速硬銑削加工中,每一個(gè)步驟都必須精益求精,必須對(duì)工件進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)后才能進(jìn)入下一個(gè)步驟。必須對(duì)每一個(gè)步驟(從毛坯的驗(yàn)收到工件的終檢)都制定這種“無誤差”的工藝規(guī)程。如果一個(gè)存在缺陷的工件未被檢出,或流入了下一道工序,整個(gè)工藝流程就會(huì)“崩潰”,從而導(dǎo)致加工循環(huán)時(shí)間延長,而你也可能被迫恢復(fù)以前的傳統(tǒng)加工方式。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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