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1、超高速加工技术论文数控加工技师论文浅谈高速加工摘要:随着加工技术的日趋发展高速加工机床已经成为主流。什么是高速机床,高速机床的特点成为了我们必须普及的一个问题。下面我就根据高速加工机床的特点和影响高速加工的几个方面做一个简单的阐述。 关键词:数控机床高速加工NC技术刀具数控系统切削深度进给量 高速切削理论是1931年,德国物理学家Carl.J.Salomon提出的。他通过对不同材料进行切削试验,发现了一个现象:随着切削速度的增加,切削温度随之增加,单位切削力也随之增加,而当削速度增加到一定临界值时,如再增加,切削温度和切削力反而急剧下降。由此,
2、提出了高速加工的概念,所谓高速加工就是指切削速度高于临界速度的切削加工。对不同的切削材料和不同的切削方式来说,高速切削定义的切削速度的范围也不同。随着技术的发展,高速加工的概念也在不断变化,一般而言,高速铣削除了具有高的切削速度和主轴转速外,还应具有高的进给速度。 如一般精铣加工可达到5000～15000mm/min快速进给可达到20000～60000mm/min。与常规切削加工相比,高速加工有如下一些优点:(1)由于采用高的切削速度和高的进给速度,高速加工能在单位时间内切除更多的金属材料,因而切削效率高;(2)在高速加工的时候,可以采用较少的步
3、距,达到提高零件表面质量的目的,采用高速加工技术,可以使得零件表面达到磨削的效果;(3)由于高速加工时切削力大大降低、大部分切削热被切屑带走,因而工件的变形大大减少;(4)高的切削速度意味着高的主轴转速,机床运转激励的振动频率能大大高于工艺系统的固有频率,因而使机床和工艺系统的振动小,工作平稳,这也有利于提高被加工零件的精度和表面质量;(5)高速加工时,切削温度较低,单位切削力较小,因而刀具的耐用度能得到提高。 高速加工技术主要涉及机床、刀具和高速加工数控编程3个方面。 目前,高速加工机床和刀具技术已取得了相当进展,为高速加工技术得广泛应用奠定
4、了基础。 1实施高速加工技术,首先应有高速加工机床。高速加工机床具有不同于传统数控机床的特点 (1)高速加工机床的主轴部件,要求采用耐高温、高速、能承受大的负荷的轴承,同时主轴动平衡性能好,有良好的热稳定性,能够传递足够的力距和功率且能承受高的离心力。主轴的刚性好、有恒定的力矩。带有检测过热装置和冷却装置。(2)高速加工机床的进给系统一般采用直线电机驱动,能够实现高的进给速度,达到大的加速度。(3)高速加工机床采用高性能的数控系统,克服传统数控机床的运算速度低和伺服滞后等缺陷,从而能实现高精密伺服控制、高速数控运算和全公差控制功能。(4)高速加
5、工的机床结构一般通过优化设计采用较轻的移动部件,从而能获得高的加速度特征。(5)为了能获得高的静态和动态刚度,适应高速旋转的需要,高速加工机床对刀具有严格的要求,尤其是对主轴于刀柄的联结有特殊的要求,广泛使用的HSK刀具一般使用11度的小锥度,而不使用传统的大锥度刀柄。(6)高速加工具有数控代码预览功能,即高速加工机床的数控系统在进行切削加工的过程中,其读取的加工代码可以有一定量的超前,以便于机床调整进给速度以适应刀具轨迹变化的需要。 2对加工工艺走刀方式有着特殊的要求,高速加工的数控编程是一项非常复杂的技术,NC代码的编程员必须了解高速加工的工
6、艺过程,再编制数控加工程序时,将这些加工工艺考虑进去,一般来说,在利用高速加工技术进行模具加工时,应注意如下一些原则: (1)高速加工时,由于进给速度和切削速度很高,应当避免刀具突然切入和切出工件,避免切削力的突然变化减少冲击。因而,编程者应当能够充分预见刀具是如何切入工件,如何切出工件,尽量采用平稳的切入切出方式,下刀或行间、层间的过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀,避免垂直下刀直接接近工件材料。 (2)在进行高速加工时遇到加工方向改变时,机床为了保证加工的精度,避免过切,通过其预览功能,在加工方向进行改变时一般会自动进行进给速度的调整。但是
7、,当加工方向突然改变时,由于机床的加速度是有限制的,因而,有可能做不到及时的速度调整,造成过切或(欠切),严重的将造成刀具断裂。同时,不断地调整进给速度会严重降低生产效率。因而,编写高速加工数控加工程序时,应尽量避免加工方向的突然改变。行切的端点采用圆弧连接,避免直线连接、层间应采用螺旋式连接,避免直线连接。 (3)要尽可能维持恒定切削负载,切削深度、进给量和切削线速度一定要协调好。当遇到某处切削深度有可能增加时,应降低进给速度,以保持恒定的负载。编写高速加工的数控程序时,应能充分考虑残留余量的效应,最好编程软件有残留余量的分析功能,做基于残留余
8、量的刀具轨迹计算。同时,要注意刀具的实际切削位置,避免切削线速度减低的现象发生,确实处于正常的高速加工切削速度范围,应尽量
