數(shù)控高速切削加工關(guān)鍵技術(shù)分析

張斌

摘 要：隨著科技水平的提高，越來(lái)越多的生產(chǎn)技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。其中，高速切削加工技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用大幅度地提高了機(jī)械加工效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量，本文主要針對(duì)高速切削加工技術(shù)，介紹它的優(yōu)點(diǎn)，分析高度切削技術(shù)涉及到的高度切削加工機(jī)床、刀具等諸多問(wèn)題。對(duì)數(shù)控高速切削加工技術(shù)的具體應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：高速切削；切削刀具；工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.040

隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，為了更好地滿足人們生產(chǎn)生活活動(dòng)的需求，許多的新產(chǎn)品也開(kāi)始陸陸續(xù)續(xù)地出現(xiàn)，而且這些新產(chǎn)品也提出了個(gè)性化的特征。對(duì)于這些新產(chǎn)品而言，在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中，往往都需要使得零件功能、結(jié)構(gòu)以及材料發(fā)生較大的變化。伴隨著科技水平的不斷提升，作為先進(jìn)制造技術(shù)重要組成部分的高速切削技術(shù)在生產(chǎn)生活中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

1 數(shù)控高速切削技術(shù)的定義

所謂的數(shù)控高速切削技術(shù)，它所指的也是切削加工技術(shù)的一種，但是這種切削加工技術(shù)相比于傳統(tǒng)的切削技術(shù)而言，其切削的速度高出了很多倍。因此有的時(shí)候數(shù)控高速切削技術(shù)也被人們叫做高速切削。所以從數(shù)控高速切削技術(shù)的定義中我們不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上這里所說(shuō)的“高速”只是一個(gè)相對(duì)的概念，“高速”這一概念往往會(huì)因?yàn)榧庸l件、加工材料等的不同而發(fā)生變化，比如說(shuō)在對(duì)于不同的材料進(jìn)行切削加工時(shí)，其切削的速度就有可能會(huì)不同。所以說(shuō)對(duì)于切削速度的劃分應(yīng)該考慮多方面因素的影響，而不能夠一概而論，比如說(shuō)對(duì)于不同的切削條件而言，則應(yīng)該有一個(gè)對(duì)應(yīng)的切削速度范圍。就數(shù)控高速切削技術(shù)而言，我們往往很難從整體上采用定量的方式來(lái)對(duì)其加以定義，但是在這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，這里的速度一般都是指的機(jī)器的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。

2 數(shù)控高速切削加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于數(shù)控高速切削加工技術(shù)而言，它實(shí)質(zhì)上整合了許多的制造技術(shù)，因而也就具有更多的優(yōu)勢(shì)，相比于傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)而言，它在切削速度、進(jìn)給速度以及切削機(jī)理等方面都發(fā)生了重大的改變，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 有效提高加工效率

加工效率的提高是數(shù)控高速切削加工技術(shù)最重要的優(yōu)勢(shì)之一，因?yàn)殡S著切削速度的加快，加工效率的提高是必然的結(jié)果。一般通過(guò)該技術(shù)來(lái)進(jìn)行切削加工，在單位時(shí)間內(nèi)，材料的切除率往往能夠達(dá)到傳統(tǒng)切削技術(shù)的三到六倍。而且在應(yīng)用該技術(shù)的過(guò)程中，機(jī)床的快速空程速度也得到了有效的提高，這樣就可以使得非切削的空行程時(shí)間大大的減少，對(duì)于提高產(chǎn)品加工效率也有著非常重要的意義。

2.2 適用于熱加工

數(shù)控高速切削加工技術(shù)還適用于熱加工，這也是傳統(tǒng)切削加工技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樵趹?yīng)用該技術(shù)的過(guò)程中，由于切削的速度非常快，所以在切削的過(guò)程中雖然會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，但是至少有98%的切削熱都會(huì)因?yàn)榍邢魉俣冗^(guò)快而被切削直接帶走，這樣就使得工件的溫度保持在了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。因而對(duì)于那些容易產(chǎn)生熱變形的工件而言，該技術(shù)是一種非常有效的加工技術(shù)。

2.3 適用于精密加工

在對(duì)一些剛性較差的零件進(jìn)行加工的時(shí)候，數(shù)控高速切削加工技術(shù)也有著非常大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵谶M(jìn)行高速切削的時(shí)候，如果切削速度達(dá)到了一定的值，相應(yīng)的切削力就會(huì)有所下降，所以在對(duì)這些薄壁類(lèi)剛性較差的零件進(jìn)行精密加工時(shí)，這一技術(shù)就有著非常大的優(yōu)勢(shì)。

2.4 可以加工各種難加工材料

在加工中我們通常會(huì)遇到一些比較難加工的材料，這類(lèi)材料往往具有強(qiáng)度大、硬度高以及切削溫度過(guò)高等特征，比如說(shuō)鎳基合金和鈦合金等，采用傳統(tǒng)的切削方式對(duì)其進(jìn)行加工，往往十分容易對(duì)刀具造成損害，而如果利用數(shù)控高速切削加工技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，往往就能夠取得較好的加工效果。

3 數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 提高切削效率

刃口鈍化處理工藝對(duì)于提高切削效率有著重要的作用，按照目前人們的認(rèn)知情況，在加工鈦合金金屬的時(shí)候，使用刃口比較鋒銳的刀具對(duì)于提高切削效率是有益的，但是實(shí)際情況卻是通過(guò)改變刀具的微觀幾何結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，同樣可以提高切削效率，為了更好地滿足切削的要求，并不只是要求切削的速度有所提升，同時(shí)還需要在數(shù)控機(jī)床、刀具材料等方面取得一定的突破，這樣才能夠使得切削效率得到更為顯著的提高。

3.2 正確選擇刀具

工欲善其事必先利其器，在進(jìn)行數(shù)控高速切削加工的過(guò)程中，刀具對(duì)于切削的效率及質(zhì)量都有著非常重要的影響，所以如果對(duì)于刀具的選擇不合理，會(huì)使昂貴、復(fù)雜的機(jī)床或者加工系統(tǒng)完全不起作用。由于高速切削技術(shù)的高速運(yùn)行，而高速加工線速度只要是受到刀具的限制，所以在目前數(shù)控機(jī)床可以達(dá)到的速度范圍之內(nèi)，速度越快，對(duì)刀具的磨損也就越嚴(yán)重。所以，高速切削加工技術(shù)對(duì)刀具材料提出了更高的要求，同時(shí)數(shù)控高速切削技術(shù)與普通的數(shù)控加工技術(shù)也有著更大的差別，所以在對(duì)刀具進(jìn)行選擇時(shí)，必須要依據(jù)該技術(shù)的實(shí)際要求，合理地選擇刀具的路徑規(guī)格。比如說(shuō)刀具的選擇應(yīng)該保證切削體積的相同，同時(shí)還需要有利于維持穩(wěn)定的切削速度，最后刀具的運(yùn)轉(zhuǎn)還需要能夠與進(jìn)給速度保持一致。

3.3 合理選擇切削用量

在進(jìn)行數(shù)控編程的過(guò)程中，工作人員必須要對(duì)于每一道工序的切削用量加以確定，并且將其以指令的形式寫(xiě)入到相應(yīng)的數(shù)控程序之中。針對(duì)不同的加工方法，其所需要的切削用量往往也是不同的，切削深度應(yīng)該根加工余量來(lái)確定，粗加工的時(shí)候，除了留下精加工的余量外，還應(yīng)該盡可能的一次走刀切除全部粗加工余量。

4 總結(jié)

總而言之，數(shù)控高速加工技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分之一，它在許多領(lǐng)域都得到了充分的應(yīng)用，并且體現(xiàn)出了其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，數(shù)控高速切削加工技術(shù)為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，尤其是在航空航天、汽車(chē)以及模具制造等領(lǐng)域，它的應(yīng)用使得生產(chǎn)的效率得到了有效的改善。

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