高速切削加工技术在数控机床中的研究

高速切削加工技术在数控机床中的研究

广东长盈精密技术有限公司

摘要:数控当中的高速切削加工技术可以看作是近20多年以来快速发展的先进机械生产技术之一,工作效率高、精准度高是其最本质的特点。高速切削加工技术不但可以明显的提升机械加工制备表层的质量,而且能够较大加快生产速度。为实现增强数控机床中高速切削技术的使用,本文从数控中高速切削加工技术的定义出发,阐述了该技术的优点,分析了当前该技术数控机床中的应用状况,探究了该技术的关键点。

关键词:数控机床;高速切削加工;优点;关键技术;前景

前言

当今社会,经济飞速发展,人们的生活水平不断提高,但是伴随而来的能源、环境问题也日益严重。资源可利用量急剧降低,生态环境破坏严重,人们渐渐注意到节约资源和保护环境的重要性。“绿色发展、低碳发展、循环发展、可持续发展”理念的提出更是增强了整个社会节约能源,降低污染物排放的意识。而且,机械制备方法和制备理论的持续发展,人们急切的期望可以在机器设备制造时最大化的实现节能减排。我们知道,在机械制造当中,机器械备的切削会消耗大量的资源,同时带来较严重的污染。因此,机械设备生产领域也从各个层面行动起来,降低能耗,减少污物排放。近年来,机械制造当中的绿色切削技术方法不断发展,其中,高速切削加工方法是绿色切削技术中经常使用的一种。在机械加工工程中,在应用高速度切割削减技术展开机械设备切削时,不但能够高效率的减少资源的使用,也可以有效的减轻对环境的污染,在机械制造领域中的应用比较多。以此为基础,本文综合的研究、分析了数控机床当中高速切削技术的应用。

1.高速切削加工技术的内涵

1.1定义

数控机床中的高速度切削加工技术一般指在进行机械设备切削制作时,使用的切割的速度比平时使用的切削加工的速度高出很多倍数,所以人们常常将此技术叫做超高速切削。因此说,数控机床中的高速度切削加工的“高速”仅仅是一个相对的定义概念,根据机械加工的方法、要求、设备以及使用的材料的不同,高速切削加工过程中使用的切割速度不尽相同,当前,国内外对于数控机床中的高速切削加工有多种定义。这些定义是根据机械加工时不同的需求从多个相应的侧面来展开划定的。对于机械切削速度的界定应该依据相应的切削条件来进行,而不能够仅仅用一个简单、一般地切削速度数字去定义。尽管我们较难做到准确的规定数控机床高速切削加工的定义,然而在具体的操作中,数控机械高速切削加工技术当中的“高速”通常是指机床的主轴旋转速度和进给的速度。

1.2优点

数控机床中的高速切削加工技术相比于和一般切削加工技术,所拥有的优点如下:

1.2.1进给速度大幅度提高

因为较大的提高了机械设备切削的速度,相应的进给速度也增加到原来的2倍。如此就极大的提高了每个时间单位内机械材料的切割去除率,通常能够到达一般机械切削的两倍,也可能会更高。此外,机械设备切削速度的提高也较大程度的增加了机床的空程速度,继而极大的缩短了不进行切削的空行程所使用的时间,故而较大地增强了机械加工的效率,有效的减小了机械加工的成本花费。

1.2.2有利于对刚性较差零件的加工

在进行机械高速切削加工的时候,当机械切削的速度到达一定的数值之后,机械切削的力度差不多平均降到30%左右,特别是直径方向的机械切削力会较大程度的降低,因此能够帮助加工一些刚性比较低的,壁比较薄的零部件的高速度精细加工。

1.2.3有利于加工易热形变的零件

在进行高速度切削加工的过程中,通常会有超过50%的切削热量不能及时传递给加工是零件,而是快速的被切屑带走,能够大体上保持所加工的零件的较低温度状态,因此加工生产一些遇热之后极容易发生形状改变的零部件。

1.2.4较大减少工件表面粗糙度

如果从动力学视角出发,进行机械高速度切削时,数控机床具有非常高的激烈振荡频率,该频率与“机床一刀具一工件”的加工系统中原有的频率范围相差非常远,使得机床能够在较平稳、小振动条件下工作,继而可以生产出精密度和光洁程度都非常高的零部件,因此,数控机床中的高速度切削加工技术能够较大程度的提高零件表面的精细度,减少粗糙程度。

1.2.5能够对多种难加工材料进行加工

对于一些材料,比如说镍基合金,具有高强

度、高硬度、冲击耐受性强、容易出现加工中硬化问题,机械切削温度高,使用的刀类工具受到较为厉害的摩擦损耗。基于这些特点,此类材料比较难加工,由于尽行一般机械加工时仅能使用比较低的切削速度,因此会出现加工零件表层质量差、零件加工效率不高的问题,然而进行高速切削加工时不但能够得到比较高的零件加工表层质量,而且能够较大程度的增加零件生产效率。

2.数控机床中高速切削加工技术的应用现状

在加工业和制造业中,因为高速度切削加工可以得到比较高的生产效率、产品质量以及工件加工精度,所以得到较高的重视。当下市场竞争越来越激烈,对于零件加工的效率和费用花费的要求愈来愈高,高速切削加工技术能够较好的适应这一要求。当前,数控机床的高速切削加工方法已经广泛应用于各类制造业,比如航空航天、电子轻工业、模型生产、汽车制造等等,而且获得了非常高的利益以及社会效益。所以,数控机床的高速度切削加工技术和NC同时被叫做20世纪的两次革命。上世纪90年代开始,世界上刮起了数控机床高速切削加工的热潮。

3.数控机床中高速切削加工的关键技术

3.1高速度切削原理

高速度切削机理被认为是数控机床高速度切削方法运用和继续发展的基础。有关于数控机床中高速度切削机理的探究主要包括:对高速度加工的一般规律的探究;高速度切削程序及材料切屑原理的研究;多种类型材料的高速度切削原理研究;虚拟高速切削技术研究等。

3.2高速度切削工具

在数控机床的高速切削加工技术中,刀具的选择很重要。在极大的程度上,选择的切削刀具所具有的功能可能会限制数控机床高速度切削加工技术的使用及推行。当前机械制造行业还需要迫切解决的困难还包括,实现高速度切削刀具国产化。高速切削技术中使用的刀具和使用的平常加工有比较大的不同。当前,高速度切削过程中应用的刀具材料包括陶瓷、合金、聚晶立方氮化硼等。在我们国家,目前部分高等院校和科研单位同样也在开展此类新型刀具制作材料的研究,然而规模比较小,距离将它们应用于实际生产还有非常长的时间。

3.3高速度切削机床

高速机床是数控机床的高速切削加工技术中做到高速度加工生产的基本前提和要求。一个国家高速机床的设计和使用在很大程度上体现该国家的数控高速加工的水平。在当今数控机床的制造发展中,机床的高速度化的实现被看做是发展的必定趋势。我们不但要求数控机床要具备较高的速度,而且还希望机床能够达到精确度高、静刚度和动刚度高的要求。

4.总结

当前,伴随着我们国家可用资源的减少、环境污染的加剧,可持续发展理念的倡导和整个社会节能减排、绿色发展的意识的提高,数控机床中高速切削加工技术的作用越来越重要;伴随着我们国家轻工业电子技术、当代机械制造技术和计算机处理控制技术等的持续发展和不断进步,以及对于物体运动学、高速度虚拟转轴的深入研究,必定可以促进高速度切削加工技术和高速度切削机床的进步和发展,继而增进我国机械制造业的不断发展,有效的减轻对环境的污染,高效率的减少资源的使用。

参考文献

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