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被误解的高速铣床的真相原理

发布时间:2017-05-03 15:03:48  作者:澳凯模具 

你的加工厂里拥有高速铣床么?你知不知道高速铣床的特性是什么,以及怎样最大程度发挥它的效能?也许你并不知道。在制造业,人们对高速铣床存在着一些根深蒂固的误解,比如:有人说高速铣床仅仅是一台配备了高转速主轴的铣床;高速铣床主轴转速越高,加工速度也就越快;2完转的主轴已经足够满足模具生产的需要等等。事实上,作为一种全新的技术与应用,高速铣床还有很多“秘密”需要我们来了解。而只有了解了这些,才能帮助我们充分发挥这一设备的能力。
高速铣床的工作原理
显而易见,过高的温度及切削力会影响加工质量,而且还会减少刀具的使用寿命。人们曾经认为,刀具的温度和切削力会随着切削速度加快而提高。但最新的研究成果表明,一旦切削速度超过了某个阀值,再加快切削速度,温度和切削力不仅不会随之升高,反而会有所减少。根据资料显示,加工钢材和铸铁材料的工件,这一切削速度阀值大约在每分钟150米左右,而加工非铁材料的工件则要低得多,仅为每分钟50米左右。
将这一研究成果应用于加工领域,能够大大改善加工状况。传统铣削加工加工,刀具每次移除的面积大,但是速度缓慢、切削温度高、表面精度不佳、成品率低、刀具损耗较快。而采用了高速铣削技术后,虽然刀具每次移除的面积变小,但是速度加快、产生的切削温度低、表面精度提高、成品率升高、刀具损耗慢。这样就能够同时解决加工速度、加工质量和设备保护三大问题,既提高了效率,又降低了成本。
高速铣削的设备要求
要想发挥出高速铣削的最大效能,就要求从刀具、主轴、XYZ轴到CNC控制器各个元件紧密配合。
由于是刀具直接承受了切削温度和切削力,因此对其有着严格的要求。可以应用高速铣削的加工类型有粗加工、精加工、开槽、3D轮廓、边缘加工等。所用刀具包括球刀、圆鼻刀、多刃铣刀等,刀具材料涵盖高速钢、硬质合金、金属陶瓷、金刚石及立方氮化硼,表面涂层有TiN、TiCN、TiAlN,刀具的刚度、径向跳动、形状精度和动平衡必须满足要求,而刀具直径则需要根据工件尺寸和所需加工精度来进行选择。
主轴大概分为两种规格,一种是有轴承的主轴,其扭力较大,最高转速可达每分钟5.4万转。这类主轴适合用来驱动较大的刀具加工较硬的材料。另一种是无轴承的主轴,其扭力较小,但转速非常快,可达每分钟10万转以上。这类主轴适合以较快的切削速度加工不太硬的材料。
机器本身的床台结构可以用来吸收冲击和震动。传统的硬轨满足不了高速加工的精度要求。而高速铣床XYZ轴及坚固的床身结构,应具备很高的动态性能。高加速度的各轴可以有效减少时间上的浪费,得到更好的切削表面,并降低刀具磨损。
高速铣削的CNC控制器需要具有前瞻性、灵敏度和快速的反应能力。
高速铣削的应用范围
与传统铣削相比,高速铣削每次切削的去除率相对比较小,因此,对于小零件和模具加工是非常适合的。尤其适用在薄片加工、微细加工等等新的加工应用上。例如一种0.5毫米厚的金属铝工件,如果没有这种高速铣削的加工工艺,这种零件可能根本就无法生产出来。另外,高速铣削也是软材或超硬材料的新理念加工工法。

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