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高速切削刀具让金属加工行业展翅高飞

发布时间:2012-08-09 21:09 作者:admin 浏览:2011

现代机械加工技术追求高速度、高效率、高精度。高速切削加工是切削加工的发展方向,是近年来发展起来的集高效、优质和低耗为一身的先进制造技术。它借助于自身独特的加工机理和技术特点,具有极高的加工效率和加工质量、低的加工成本以及拓宽的应用范围等一系列的优越性,使切削技术发生了彻底的改革性进步,将逐步成为切削加工的主流。

  1.高速切削加工特点

    高速切削加工不仅可大幅度缩短加工时间,提高加工效率,降低加工成本,而且可以使零件的表面加工质量和加工精度达到更高的水平。高速切削加工具有以下主要特点:

  (1)工件热变形减少在高速切削加工中,由于切屑在极短时间内被切除,切削热绝大部分被切屑带走,因而工件温度并不高,不仅受热变形的可能性减小,而且可避免热应力、热裂纹等表面缺陷。

  (2)有利于保证零件的尺寸、形位精度在高速切削加工中,单位切削力由于切削层材料软化而减少,从而减少零件加工的变形,这对于加工薄壁类刚性差的零件特别有利。

  (3)可获得较好的加工表面质量高速切削加工可减小表面硬化层深度,减小表面层残余应力及表面层微观组织的热损伤,从而减少零件表面层材质的机械、物理及化学性质产生变化的可能性,保证已加工表面的内在质量,确保零件的使用性。

  (4)工艺系统振动减小在超高速切削加工中,由于机床主轴转速很高,激振频率远离机床固有频率,因而使工艺系统振动减小,提高了加工质量。

  (5)显着提高材料切除率在提高切削速度的同时可提高进给速度,从而显着提高材料切除率。例如超高速铣削,当保持切削厚度不变每齿进给量和切深不变时,进给速度比常规铣削可提高 5 ~ 10 倍,从而达到很高的材料切除率。

  高速铣削已广泛用于汽车工业、航空航天工业和模具制造业,加工铝、镁等轻金属合金、钢材及铸铁。

  例如汽车发动机缸体、缸盖、减速器壳体,飞机的整体铝合金薄壁零件,淬硬模具钢以及镍基合金、钛合金等难加工材料。提高材料切除率的策略已由强力而缓慢转向快速而轻便,机床由强力型提高力学特性参数)转向高速型提高速度特性参数 .

  2.高速加工对刀具的要求

    1)刀具材料高速切削时,随着切削速度的提高,切削力减小,切削温度上升很高,达到一定值后上升逐渐趋缓。造成刀具损坏最主要的原因是切削力和切削温度作用下的机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等磨损和破损,因此高速切削刀具材料最主要的要求是高温时的力学性能、热物理性能、抗粘结性能、化学稳定性(氧化性、扩散性、溶解度等)和抗热振性能以及抗涂层破裂性能等。

  高速和超高速加工正是基于这一重要前提,对刀具材料既要求硬度高、耐磨性好、耐热性热硬性)好,又要求韧性好、耐冲击。近 30 年来,刀具材料所取得的突破,使得这一难题得到了很好的解决:随着增强陶瓷刀具和涂层技术的应用,大大提高了刀具的硬度,并使刀具兼有高硬度的刃部和高韧性的基体。

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