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高速铣技术 高速加工的基本概念高速加工的机理的研究高速铣的CNC系统高速加工的机理的研究高速铣的编程技术高速铣的客户化和管理高速铣的案例结束语 高速铣技术讲座 请看事例 Waygp aero 什么是高速铣 认识高速铣 主轴速度定义刀尖速度定义轴承速度定义 例如 对铝合金 主轴速度大于10 000rpm 切削速度大于2 500fsm 轴承DN数大于2 000 000 高速铣的定义 高速铣的定义 利用高的主轴转速和高的进给速度 达到高的金属切除率 并获得良好的加工精度和质量 高速铣的相对概念 高速加工是制造业发展的产物 HSM与航空工业 薄壁结构的加工整体壁板的加工大梁和缘条的加工飞机零件的加工机械加工替代铸件 翼肋 隔框 薄壁结构件 ThinWallMachining aero rm thinwallmik700 薄壁结构的加工 薄壁件加工 MonolithicStructures Slip16 17 整体壁板的加工 材料 铝合金7075毛料尺寸 50 127 178mm零件尺寸 35 68 162操作 铣 钻 镗转速 20000rpm 4轴 转速 20000rpm进给 15240mmpm加工周期 24分钟降到10分钟侧面和底面厚度 1 52mm零件精度 0 0127mm 飞机零件 滑轮安装支架 铝合金7075尺寸 660 1066 56mm机床 V5 3000 5轴 操作 面铣和端铣转速 15000rpm 加工周期从3 5小时减少到55分钟 机身下隔框 大梁和缘条的加工 Cincinnati高速机床 双主轴 每个主轴功率为75马力 加工条件 直径2 立铣刀 转速7200rpm 进给速度150ipm 每个主轴的材料切除率为300in 3 Min 大梁和缘条的加工 随着高速加工技术的广泛应用 现在能在一块实心铝料上 铣削出大尺寸的 薄壁的飞机机构件 而不必拆成许多小的组装件 高速加工对航空零件的设计和制造产生了巨大的影响 MachiningInsteadOfCasting 由于高速加工的出现 飞机结构件中的铸造件和板金件有部分被机械加工件取代的趋势 可以减轻结构重量 提高结构刚度 增加装配协调性 并可降低成本 机械加工替代铸造和板金 硬材料模具的直接加工锻模加工注塑模 爆炸模石墨 铜电极软材料做的设计原型制造 模具工业中HSM应用 BetterMachinedFinishesHSMofEDMElectrodesFasterElectrodeProductionMoreConsistentElectrodesDelicateFeaturesReducedNeedforEDMHardMillingMillingAtHighL DRatiosDelicateFeatures HSM在模具制造中的优势 好的精加工质量电极的高速加工加快电极制造提高电极的协调性电极的精细加工减少对电火花加工的需求硬材料的加工大长细比刀具加工精密加工 BetterMachinedFinishes 好的精加工质量 高的表面质量 高的尺寸精度 高的重复精度 高速切削的加工质量 取自BMW公司资料 钢件 硬质合金刀片 FasterElectrodeProduction 加快电极加工 上图所示的电极作精加工 42 000rpm以及600ipm 常规方法加工上图所示的电极需5小时 而采用高速加工只需要30分钟 MoreConsistentElectrodes 提高电极的协调精度 这是一个要求重复精度的例子 在一块铜电极上有192个 直径为0 0449英寸的相同的半球形园顶 公差要求为0 0002英寸 精加工用0 079英寸的刀具 25 000rpm 加工总的时间 含粗加工 为1小时44分 DelicateFeatures 电极的精细加工 因为HSM切削力小 能加工带有薄壁 筋条或其他精细特征的电极 ReducedNeedforEDM 减少对电火花加工的需求 由于高速加工可以采用细小的刀具加工 因而能加工零件的许多细微部分 从而减少了电火花补加工的数量 MillingAtHighL DRatios 大长细比刀具加工 用直径0 8mm的刀具加工深槽 加工条件是 N 40000rpmF 1181ipmAp 0 1mm 细槽的加工 材料硬度 54 56HRc槽宽 0 047 槽深 0 315 主轴转速 33000rpm进给速度 150ipm刀具直径 0 047 加工时间 35分钟 HardMilling 硬材料的加工 这是一个录像机读头的模具 侧边尺寸为2英寸 材料硬度50HRc 加工时间为157分钟 硬材料的铣切的例子 Materialhardness 54RcWorkpiecesize 10 x8x1inch 模具传统加工方式与高速加工方式的比较 传统加工 高速加工 高速加工日趋成熟 显示出巨大的优越性 由于高速主轴单元 快速进给和高加 减 速度的驱动系统 高性能的高速CNC控制系统 高刚性的机床结构 超硬刀具材料和涂层工艺等的综合技术的出现和强劲地推进 高速加工才从实验室研究走向工业应用 到了八十年代 高速加工技术进入了一个高速发展的新时期 高速铣相关技术的发展 HSM从实验室走向工业应用 制造对象 电子设备支架高速加工与常规加工对比 该组合件由44个板金件组成 需要53套工装 设计和制造耗时978小时 另外还用50小时装配 组件重量为10磅 而采用HSM技术 可将板金件改为机加件 总件数降低为6件 相应的工装减少到6套 加工时间仅为38 6小时 机构重量减少1磅 装配时间只有5 3小时 波音公司 HSM 速率更快 成本更低 高速加工和常规加工的效率的比较 从这个例子可以看出 材料去除率有所改进 但更重要的好处是高速加工可以获得光顺的外形 更接近零件形状 因此 在某些情况下 可以取消半精加工 缩短加工周期 粗加工 2刃 1 2英寸球头立铣刀 高速加工可以获得光顺的外形 更接近零件形状 高速铣优越性的表现 单位功率下的金属切除率提高了30 40 切削力降低了30 刀具的寿命提高了70 滞留于工件的切削热量大幅度降低 切削引起的振动几乎消失 国外统计数据表明 进给速度和切削速度每提高15 20 可降低制造成本10 15 切削载荷随着切削深度和主轴转速的变化 改进工艺过程和加工性能 实现常规铣难于完成的加工 如高硬度材料加工 难切削材料加工 薄壁零件加工 高精度零件加工等等 短縮加工时间 大大地减少电火花加工和手工打磨工作量 改进加工质量 提高表面粗糙度和形状精度 降低生产成本 加工可靠性和加工一致性提高 减少污染 保护环境 为什么优先选择高速铣 九十年代起 高速加工逐步在制造业中推广应用 现在 在美国和日本 大约有30 的公司已经使用高速加工 在德国 这个比例高于40 高速铣广泛应用 中国要成为世界制造业的中心 高速加工必将在中国广泛推广和应用 高速铣是一个系统 数控通讯 机床结构 高速铣系统 机床控制系统 数控编程 加工技术 刀具系统 高速铣的影响因素 原理与条件 切削力与温度 摩擦与磨损 切屑的形成 高速构件的动力学特性 刀具材料 刀具形状与连接 机床 主轴与轴承 传动件 信息处理 刀具设计及平衡 高速CNC 检测与安全 工艺优化 工具系统 设备系统 控制系统 信息系统 总体技术 技术原理 基础技术 单元技术 高速切削的技术体系 unigraphics在整个CAM领域中提供了一个强大的能力 综观U