基于高速切削對設(shè)備的選擇（機械電子論文）

　　基于高速切削對設(shè)備的選擇（機械電子論文）
　　[論文關(guān)鍵詞]高速切削；設(shè)備；選擇
　　[論文摘要]本文通過對高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性和巨大經(jīng)濟(jì)效益的分析，全面論述了高速切削對機床設(shè)備及刀具系統(tǒng)的具體要求，闡述了高效率、高精度、高柔性和綠色化的高速切削加工技術(shù)是機械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
　　1 高速切削的概念
　　當(dāng)切削速度超過被切削材料臨界切削速度時，切削溫度下降，切削抗力減小，刀具使用壽命延長。目前，主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)60000r/min，進(jìn)給速度高達(dá)90m/min，加速度達(dá)到1.7g的高速切削機床已商品化。并在航天、模具、汽車等行業(yè)的實際應(yīng)用中，產(chǎn)生了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。高速切削加工不但要求切削主軸的高轉(zhuǎn)速，而且要求軸向進(jìn)給的高速度和高加速度、先進(jìn)的切削刀具等相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。高速切削應(yīng)該是可
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好地描述機床主軸的剛度特性，工程上提出新的無量綱參數(shù)一dn值，用以評價機床的主軸結(jié)構(gòu)對高速切削加工的適應(yīng)性。所謂dn值即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。新近開發(fā)的加工中心主軸dn值大都已超過100萬。為了減輕軸承的重量，還采用了比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤滑方式大都采用油氣混合潤滑方式。在高速切削加工領(lǐng)域，目前已開發(fā)空氣軸承和磁軸承以及由磁軸承和空氣軸承合并構(gòu)成的磁氣／空氣混合主軸。在機床進(jìn)給機構(gòu)方面，高速切削加工所用的進(jìn)給驅(qū)動機構(gòu)通常都為大導(dǎo)程、多頭高速滾珠絲杠，滾珠采用小直徑氮化硅陶瓷球，以減少其離心力和陀螺力矩；采用空心強冷技術(shù)來減少高速滾珠絲杠運轉(zhuǎn)時由于摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲杠熱變形。近幾年來，用直線電機驅(qū)動的高速進(jìn)給系統(tǒng)問世，這種進(jìn)給方式取消了從電動機到工作臺溜板之間的一切中間機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了機床進(jìn)給系統(tǒng)的零傳動。由于直線電機沒有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進(jìn)給速度。直線電機的另一大優(yōu)點是行程不受限制。直線電機的次極是一段一段連續(xù)鋪在機床的床身上。次極鋪到哪里，初極工作臺就可運動到哪里，而且對整個進(jìn)給系統(tǒng)的剛度沒有任何影響。采用高速絲杠或直線電機，能夠大大提高機床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)。直線電機最高加速度可達(dá)2～10g，最大進(jìn)給速度可達(dá)60～200m/min或更高。此外，機床的運動性能也將直接影響加工效率和加工精度。在模具及_曲面的高速切削加工中，主要采用小切深大進(jìn)給的加工方法。要求機床在大進(jìn)給速度條件下，應(yīng)具有高精度定位功能和高精度插補功能，特別是圓弧高精度插補。圓弧加工是采用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時，必不可少的加工方法。
　　3 刀具選擇
　　3.1 刀具材料的發(fā)展高速切削技術(shù)發(fā)展的歷史，也就是刀具材料不斷進(jìn)步的歷史。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼(cbn)。端面銑削使用cbn刀具時，其切削速度可高達(dá)5000m/min，主要用于灰口鑄鐵的切削加工。聚晶金剛石(pcd)刀具被稱之為2l世紀(jì)的刀具，它特別適用于切削含有sio2的鋁合金材料，而這種金屬材料重量輕、強度高，廣泛地應(yīng)用于汽車、摩托車發(fā)動機、電子裝置的殼體、底座等方面。目前，用聚晶金剛石刀具端面銑削鋁合金時，5000m/min的切削速度已達(dá)到實用化水平，此外陶瓷刀具也適用于灰口鑄鐵的高速切削加工；
　　3.2涂層刀具cbn和金剛石刀具盡管具有很好的高速切削性能，但成本相對較高。采用涂層技術(shù)能夠使切削刀具既價格低廉，又具有優(yōu)異性能，可有效降低加工成本�，F(xiàn)在高速加工用的立銑刀，大都采用tiain系的復(fù)合多層涂鍍技術(shù)進(jìn)行處理，如目前在對鋁合金或有色金屬材料進(jìn)行干式切削時，dlc(diamond like carbon)涂層刀具就受到極大的關(guān)注，預(yù)計其市場前景十分可觀；
　　3.3 刀具夾持系統(tǒng)刀具的夾持系統(tǒng)是支撐高速切削的重要技術(shù)，目前使用最為廣泛的是兩面夾緊式工具系統(tǒng)。已作為商品正式投放市場的兩面 ……（未完，全文共2492字，當(dāng)前僅顯示1584字，請閱讀下面提示信息。收藏《基于高速切削對設(shè)備的選擇（機械電子論文）》）