提高数控钻床切削效率

发布时间:2018/11/15 15:50:10     浏览次数

进步数控钻床切削效力、降低加工成本是金属切削技巧经久寻求的成长目标。一般来讲,进步切削效力、降低加工成本重要有三个门路:进步切削速度、进步进给速度和进步切削深度。

  1.高速切削

  切削速度的进步反应了机械制造整体技巧程度的提升,为机械制造业带来了巨年夜的经济效益。从切削加工的成长汗青来看,平日是经由过程开辟和改进切削刀具材料来年夜幅度提升切削速度,从而达到进步切削效力、下出世产成本的目标。20世纪80年代以来,欧美刀具制造业经由年夜量的实验研究,对切削机理的熟习有了新的冲破,认为当切削速度的进步跨越某个临界值(因材料而异)后,刀具的磨损并非照办泰勒曲线的规律急剧增长,而是在今后的某个区间内随切削速度的进步而有所削减,并在经历一个谷底后再从新上升。固然对这一现象尚未获得一致的理论说明,但并不妨碍根据这一规律在此谷底邻近区间进行高速加工技巧的应用。今朝,工业蓬勃国度的航空、汽车、动力机械、模具、轴承、数控钻床等行业根据这个理论成长高速切削,使上述行业的产品德量明显进步,加工成本年夜幅度降低,获得了市场竞争优势。

  理论分析和实践证实,高速切削是一个体系工程。从技巧的层面上看,高速切削涉及高速主轴单位、快速进给和高加(减)速度的驱动体系、高机能的快速cnc控制体系、高刚性的数控钻床构造、数据的快速处理和传送、动均衡控制、超硬刀具材料和镀层工艺技巧等各个方面;从治理的层面上看,高速切削涉及高速加工理念、新的治理办法等。作为体系的一部分,各个环节只有互相调和,才能发挥其应有的效益。如在加工模具的曲面时,假如其它环节都相符高速加工的请求,但其cam的数据处理只应用直线插补而不是圆弧插补或样条曲线插补来模仿工件外面的曲线,数控钻床的进给体系老是处在一向的加减速过程中,就无法达到预定的进给速度,从而限制了切削效力的进步和临盆成本的降低。同样,假如在高速铣削中选用通俗构造的三刃立铣刀,因为其平日采取一齿过中间的构造,动均衡机能先天不足,同样也不克不及达到预定的转速,不克不及获得预期的加工效力。

  在高速切削加工中,起首应充分看重刀具安然性问题。铣削是今朝高速切削应用的重要工艺,铣刀(包含面铣刀、立铣刀和模具铣刀)是重要的高速切削刀具。这类刀具在高速扭转时各部分都要遭受很年夜的离心力,因为其感化远远跨越切削力的感化(过年夜的离心力足以导致刀体破裂),是以成为刀具的重要载荷。德国在20世纪90年代初就开端了对高速铣刀安然性技巧的研究,并在机械制造商协会的支撑下,构成了由年夜学研究机构、刀具制造厂、研究所和刀具用户参加的工作组,从事高速铣刀安然性技巧的研究。经由近十年的工作,取得了一系列阶段性成果,制订了德国国度标准并被采取为欧洲标准,推动了世界范围内高速切削技巧的成长。在此过程中,瓦尔特企业与工作组一路就高速铣刀的强度计算进行了研究。经由过程专门用于高速铣刀的有限元计算办法,分别开辟了刀体、刀座、刀片、夹紧螺钉的计算模块,还可模仿刀片在刀座里的滑动、螺钉头在拧紧和工作载荷下的变形等。研究计算显示,当转速达到某临界速度时,螺钉达莅临界应力而出现拉伸变形。而在达莅临界速度之前,螺钉起首产生曲折,实际长度变长,夹紧力降低,造成刀片产生位移。

  为了包管切削加工的安然,德国标准规定刀具产品应在至少跨越厂家标称的最高转速60%的情况下才能产生位移,在至少跨越厂家标称的最高转速100%的情况下才能产生解体或整体刀具的粉断。  

  高速加工时,除了刀具本身的安然性,刀具夹持体系的安然性和安装后的符体动均衡机能也必须充分看重。瓦尔特推荐在高速切削中应用数控钻重要用于钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工。它是数字控制的以钻削为主的孔加工机床,因为加工中间的成长,绝年夜多半数控钻床已被加工中间代替。 [1] 在汽车、机车、造船、航空航天、工程机械行业;尤其对于超长型叠板,纵梁、构造钢、管型件等多孔系富源成海的各类年夜型零件的钻孔加工当为首选。hsk空心短锥柄作为刀具与数控钻床的接口,刀柄与刀具的接口采取液压式、热膨胀式,而将标准的圆柱柄(不带削平构造)作为刀具柄部的重要情势。在异常高的转速下,除刀具和夹持体系本身的均衡是须要的前提前提外,刀具安装后仍须要进行整体的均衡。是以,用于加工铝合金的年夜尺寸铣刀必须能进行均衡调剂。一般说来,高速切削前提下的盘类刀具至少应进行静均衡,而甘攀类刀具则必须进行动均衡。因为我国企业较少在引进高速数控钻床的同时引进均衡设备,是以欲望能引起刀具用户的看重。同时,笔者认为国内刀具供给商也必须加强高速刀具安然性的研究,以促进我国高速切削技巧的成长。

  因为高转速带来攻丝机就是用丝锥加工内螺纹的一种机床,它是应用最广泛的一种内螺纹加工机床。按国度机械行业标准,攻丝机系列构成分为:台式攻丝机--半主动台式攻丝机、立式攻丝机、卧式攻丝机。因某种原因一种重要的应用最为广泛的分类未列入个中,即折臂攻丝机(液压攻丝机、电动攻丝机、气动攻丝机)。高的金属切除率,是以,即使是加工铝合金也会对数控钻床的功率提出很高请求。计算注解,用直径30mm的3齿玉米铣刀加工宽30mm、深度也为30mm的槽,如采取1100m/min的切削速度和0.1mm/z的进给量,功率可能达到57.6kw。是以,瓦尔特企业推荐用户采取的高速切削策略是:高的切削速度、中等的进给量和小的切削深度。对于年夜余量加工,建议采取分层切削。

  2.高进给切削

  按传统方法进行精加工时,因为对工件外面粗拙度有必定的请求,刀具的进给量较小。例如车削外面粗拙度请求为ra0.4μm的圆柱外面,当刀尖圆角为0.8mm时,其进给量fz应不跨越0.10mm/r。为了知足高效切削的请求,今朝刀具制造业已开端向用户推荐高进给的wiper刀片。wiper车刀片一般是按设计的主偏角在副切削刃上制造出一个直线形的修光刃(也有效年夜直径圆弧作修光刃的)。在理论上,假如不推敲体系刚性和修光刃本身的微不雅缺点,只要进给量不跨越刀具修光刃的宽度,则工件的外面粗拙度仅受工件材料晶粒年夜小的影响(这个影响是微乎其微的)。在实践中,某汽车零部件制造企业应用瓦尔特的wiper车刀片采取了0.3mm/r的进给量,比原有加工效力进步三倍多,而工件外面粗拙度仍达到ra0.4μm。

  与此同时,瓦尔特也致力于年夜进给铣刀的开辟。本年,瓦尔特的年夜进给铣刀f2330已经问世。这种铣刀具有变更的主偏角(最小处为0°,外径处的主偏角约15°),切深一般不跨越2mm,而最年夜进给量可以达到每齿3.5mm。以工作直径52mm的瓦尔特f2330铣刀为例,因为该铣刀具有3个刀齿,故刀具每转进给量最年夜可跨越10mm。

  3.年夜余量切削

  国内一般将年夜余量切削称多轴器俗称多孔钻、多轴钻孔器、多轴机床或多轴头,是一种新型的孔加工设备。多轴器最早涌如今日本地区,后经台湾传入年夜陆,距今已有二十年的汗青。多轴器,钻孔直径3-30mm;调中间距稀有显,可快速同步联调,一台调距范围200mm。可安装在立钻,摇臂钻,龙门铣床上应用。为重切削。在笔者看来,年夜余量切削固然也是高效切削的一个方面,但总体上并不克不及称为新技巧。以前国外只有几家刀具制造商临盆采取立装刀片构造的重切削铣刀,近年来,包含瓦尔特企业在内的一些国外重要刀具制造商都可供给多种重切削铣刀。


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