基于數控機床高速切削加工工藝的應用與淺析
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摘要：本文主要針對數控機床使用傳統方法加工過(guò)程中存在質(zhì)量差、效率低的問(wèn)題，將高速切削加工技術(shù)引入數控機床的加工過(guò)程中，并對加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。高速切削加工切削系統的工作頻率遠高于機床的低階固有頻率，振動(dòng)較小，大大降低了加工表面粗糙度，提高了加工質(zhì)量�；诟咚偾邢骷庸まD速高和切削力小的特點(diǎn)，取消臥式銑床升降臺半精加工工序，提高了加工效率。
關(guān)鍵詞：升降臺;加工工藝;高速切削;切削力
目前，國內許多企業(yè)數控機床的加工仍然使用傳統方法加工，由于傳統加工工藝是針對當時(shí)的設備、刀具狀況制定的，一直沿用了幾十年，存在質(zhì)量差、效率低的問(wèn)題，遠遠不能適應激烈的市場(chǎng)競爭。各銑床生產(chǎn)廠(chǎng)家為了搶占市場(chǎng)，紛紛投入人力、物力，尋求新方法新工藝提高臥式銑床升降臺的加工效率和加工質(zhì)量。本研究將高速切削加工技術(shù)引入臥式銑床升降臺的加工過(guò)程中，并根據高速切削加工的特點(diǎn)對臥式銑床升降臺加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。
1 臥式銑床升降臺的結構特征
臥式銑床包括床身、橫梁、升降臺、滑鞍、工作臺、底座六大部件，其中滑鞍執行X向進(jìn)給，工作臺執行Y向進(jìn)給，而升降臺執行Z向進(jìn)給，即升降進(jìn)給，是連接床身、滑鞍、底座的關(guān)鍵零件。臥式銑床升降臺的材質(zhì)為灰口鑄鐵(HT200)，屬于較復雜的箱體零件，壁厚不均，剛性不足。
2 使用傳統方法加工存在的弊端
臥式銑床升降臺的傳統加工工藝是上個(gè)世紀八十年代制定的，受到當時(shí)設備、刀具等條件的限制，在普通銑床和鏜床上加工，存在的問(wèn)題如下：工件壁厚不均，剛性不足。為了減少每道工序的切削量，傳統加工工藝分粗加工、半精加工、精加工，工序長(cháng)，效率低;設備主軸轉速低，加工出的工件表面粗糙度差;設備落后，定位及重復定位精度差，不易保證加工質(zhì)量;裝卸工件的輔助時(shí)間太長(cháng);刀具磨損不易監控，容易造成廢品;換刀由人工完成，勞動(dòng)強度大;舊工裝剛性差，易產(chǎn)生振動(dòng)。
3 高速切削的定義及優(yōu)點(diǎn)
3.1 高速切削加工的定義
高速切削加工技術(shù)中的“高速”是一個(gè)相對概念。對于不同的加工方法和工件材料，高速切削加工時(shí)應用的切削速度并不相同。一般認為高于(5～l0)倍的普通切削速度的切削加工定義為高速切削加工。高速切削在實(shí)際生產(chǎn)中切削鋁合金的速度范圍為1500～5500m/min，銅材為lO00m/min以上，鑄鐵為500m/min～1500m/min，鋼為300～800m/min，切削進(jìn)給速度已高達4m/min～40m/min。對于不同的加工方法采用不同的切削速度，其中，車(chē)削為700～7000m/min，銑削為300～6000m/min，鉆削為200～11OOm/min，磨削為9000～21600m/min。
3.2 高速切削加工的優(yōu)點(diǎn)
隨切削速度提高，采用較小的切削深度和厚度，刀具的每刃切削量極小，所以切削力隨之減小，切削力平均可減小30%以上，有利于加工薄壁零件和脆性材料。隨切削速度提高，單位時(shí)間內的金屬切除率增加，加工效率提高。高速切削加工時(shí)，切屑很高的速度排出，帶走了90%以上的切削熱，傳給工件的熱量很少，減少了工件的內應力和熱變形，提高加工精度。轉速的提高，使切削系統的工作頻率遠離機床的低階固有頻率，減小了振動(dòng)，大大降低了加工表面粗糙度。由于采用新型高硬度材料，高速切削可加工硬度HRC(45～65)的淬硬鋼鐵件，取代磨削加工 。
4 解決方法及措施
針對傳統工藝存在的問(wèn)題，將高速切削加工技術(shù)引入新工藝中，對臥式銑床升降臺平面和孔系的加工作了如下改進(jìn)：由普通設備上加工改在高速加工中心加工;采用高速切削加工，切削力減少，可以將半精加工、精加工合并，減少工序，提高效率。有機械手自動(dòng)換刀，減輕了勞動(dòng)強度;主軸轉速大大提高，加工出的工件表面粗糙度低;設備定位及重復定位精度高，保證加工質(zhì)量;工況監測系統可監測刀具磨損情況及刀具斷裂情況;因為高速加工中心有兩個(gè)工作臺，保證工件連續加工，縮短了輔助時(shí)間;工裝系統做了如下改進(jìn)：A增加輔助支撐：毛坯鑄造時(shí)，在薄壁位置增加加強豎肋(2～3個(gè));B增大夾緊力，在原工裝系統上增加夾緊位置1個(gè)，并在所有夾緊位置適當增加夾緊力;C增加定位面面積，使用面積較大的定位塊取代定位銷(xiāo)。 免費論文下載中心 /pic/p>
5 結束語(yǔ)
高速切削加工技術(shù)在臥式銑床升降臺的加工中，起到了重要的作用，大大提高了加工質(zhì)量和效率，使單件臥式銑床升降臺的生產(chǎn)周期從以往的300小時(shí)，縮短到現在的150小時(shí)左右，生產(chǎn)能力成倍增長(cháng)，使臥式銑床生產(chǎn)企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地。隨著(zhù)汽車(chē)、火車(chē)的提速，世界經(jīng)濟的發(fā)展被推向了新的高潮。隨著(zhù)高速切削加工技術(shù)的進(jìn)一步完善，高速切削在機床行業(yè)乃至其它行業(yè)將會(huì )發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
參考文獻：
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