切削技术在机械加工中的应用

切削技术在机械加工中的应用切削技术在机械加工中的应用 机械加工是对结构复杂的零件进行再加工 加工工艺复杂 设计到模具 光学元件 集成电路 计算机技术等多个领域 金属切削加工是机械加工必不可少的手段 在机械加工过程中 选择合理的切削刀具及切削用量是提高机械加工工件质量的保 障 研究数控切削加工技术特点 对于提高加工工件精度具有 重要的现实意义 随着现代工业经济的快速发展 机械制造业在整个国民经 济中占有十分重要的地位 金属切削加工是机械加工过程中必 不可少的手段 随着数控技术及刀具技术共同发展的同时 切 削刀具及切削速度都得到了高速发展 在加工精度方面 近 10 年来 普通级数控机床的加工精度已由 10m 进步到 5m 精密 级加工中心则从 3 5m 进步到 1 1 5m 高速加工中心 并 且超精密加工精度已开端进入纳米级 0 01m 刀具材料和涂 层技术使用范围不断扩大 涂层硬质合金刀具的切削性能得到 大幅提高 新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应 用与超高速切削紧密相关 高速切削还适用于硬切削 干切削 和重切削 是提高切削效率的有效手段 国内外切削技术现状分析国内外切削技术现状分析 为满足现代机械加工对高效率 高精度 高可靠性的要求 切削刀具表面涂层可有效提高切削刀具使用寿命 使刀具获得 优良的综合机械性能 从而大幅度提高机械加工效率 目前先进国度的车削和铣削的切削速度已抵达 5000 8000m min 以上 机床主轴转数在 30000r min 有的高 达 10 万 r min 以上 例如 在铣削平面时 国外的切削速度 普通大于 1000 2000m min 而国内只相当于国外的 1 12 1 15 即国内干 12 15 个小时的活相当于国外干 1 个小 时 据调查 许多加工中心的理论切削时间不到工作时间的 55 因此 如何进步加工效率 降低废品率成了众多企业共同讨论 的问题 为满足现代机械加工对高效率 高精度 高可靠性的 要求 世界各国制造业对涂层技术的发展及其在刀具制造中的 应用日益重视 对国内数控加工中心切削效率部分调查发现 普遍存在如刀具精度低 刀片跳动量大 加工光亮度低 工艺 设备不配套等诸多问题 我国的刀具涂层技术经过多年发展 目前正处于关键时期 即原有技术已不能满足切削加工日益提 高的要求 国内各大工具厂的涂层设备也到了必须更新换代的 时期 提高切削效率的技术分析提高切削效率的技术分析 2 1 选择合理的切削刀具 在数控机床切削加工中 切削加工刀具种类很多 金属切 削刀具的作用不亚于瓦特发明的蒸气机 为了适应数控机床高 速 高效和自动化程度高的特点 制造刀具的材料必需具有很 高的高温硬度和耐磨性 必要的抗弯强度 冲击韧性和化学惰 性 良好的工艺性 切削加工 锻造和热处置等 并不易变 形 所用刀具正朝着标准化 通用化和模块化的方向发展 主 要包括铣削刀具和孔加工刀具两大类 先进刀具有三大技术特 征 材料 涂层和结构创新 高速切削刀具主要依赖的是刀具 材料和涂层技术的进步 高速切削可提高切削效率但不是惟一 的手段 刀具的结构创新也是提高切削效率的有效手段 当前 前国内外性能好的刀具材料主要有 金属陶瓷 硬质合金涂层 刀具 陶瓷刀具 聚晶金刚石 pcd 和立方氮化硼 cbn 刀 具等 刀具切削部分的几何参数对切削效率的上下和加工质量 有很大影响 高速切削时的刀具前角普通比普通切削时小 10 后角大 5 8 为防止刀尖处的热磨损 主 副切削刃衔接处应 采用修圆刀尖或倒角刀尖 cnc 雕铣机 以增大局部刀尖角 增大刀尖左近切削刃的长度和刀具材料体积 以进步刀具刚性 和减少刀具破损率 2 2 选择合理的切削速度 在选择合理切削用量的同时 尽量选择密齿刀 在刀具每 英寸直径上的刀齿数 3 增加每齿进给量 提高消费率及刀 具寿命 当前以高速切削为代表的干切削 硬切削等新的切削 工艺成为制造技术进步加工效率和质量 降低成本的主要途径 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数 主要根据零件的 加工精度和表面粗糙度要求以及刀具 工件的材料性质选取 最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制 在轮廓加工 中 在接近拐角处应适当降低进给量 以克服由于惯性或工艺 系统变形在轮廓拐角处造成超程或欠程现象 确定进给速度的 原则 1 当工件的质量要求能够得到保证时 为提高生产效率 可选择较高的进给速度 当线速度为 165m min 每齿进给为 0 04mm 时 进给速度为 341m min 刀具寿命为 30 件 假设将 切削速度进步到 350m min 每齿进给为 0 18mm 高速加工中 心 进给速度则抵达 2785m min 是原来加工效率的 817 而刀具寿命增加到了 117 件 2 在切断 加工深孔或用高速钢 刀具加工时 宜选择较低的进给速度 一般在 20 50mm min 范 围内选取 3 当加工精度 表面粗糙度要求高时 进给速度应 选小些 一般在 20 50mm min 范围内选取 2 3 加工方式的选择 注重刀具的结构创新往往是提高切削效率的更有效和更可 行的手段 但提高切削效率仅靠先进刀具是不够的 应该掌握 和运用与切削过程相关的技术 全面提高生产效率 通过对加 工工艺方式的创新是提高生产效率的有效手段 加工方式可分 为顺铣与逆铣两种 而加工中心的机械传动系统和结构本身就 有较高的精度和刚度 相对运动面的摩擦系数小 传动部件的 间隙小 运动惯量小 并有恰当的阻尼比 因此可以采用顺铣 的方式加工 以进步加工效率 此外 根据加工阅历 顺铣比 逆铣时刀具寿命要进步 1 倍多 采用不对称的立铣方法 刀具 寿命可进