高速加工是切削加工的发展方向,高速加工进步了生产效率和加工质量,缩短了生产周期,降低了成本, 因此海内外以前所未有的势头发展中小型和大型的立式,卧式高速铣床(加工中心)。
1 主轴的较高转速
通用主轴:3,000~6,000rpm。
准高速:6,000~10,000rpm,目前使用多。
高速:10,000~20,000rpm,目前使用较多。
超高速:20,000~42,000rpm,国内开始使用。
据称瑞士MIKRON已研制出60,000rpm的高速主轴,而美国MOORE的坐标磨床,其主轴转速为160,000rpm时可采用铣刀进行铣削,曾在新加坡一家航空企业使用,这可能是世界上较高的铣削转速。
2 采用高速铣的优点
1) 。 切削力小,变形小,切削热可由切屑带走。 MIKRON称可加工的小壁厚可薄至0.04mm。日本MAKINO(牧野铣床)介绍,其V55立式加工中心(主轴转速从18,000~20,00rpm)加工时,由切屑带走95%的热量,使工件保持常温,加工凸凹模时可缩短40%的工时,并可省去铣削后的抛光工序。
2)可替换抛光,但比抛光效率高,精度高;可替换电火花加工,但比电加工表面质量更好,效率更高。 高速主轴和快速工作进给配合.可进步切削效率,缩短生产周期。
3) 降低成本,缩短生产周期。
4) 特殊应用:a)蜂窝铣,高速,切削力小,在加工时不变形。据瑞士MIKRON(米克朗)介绍,在进行模具加工时,生产周期可减少60%,成本下降40%,并可替换部门电加工工序。 b)窄槽,薄壁零件加工。c)石墨加工。
5) 高精度。
3 高速铣削加工的发展和应用基础
(1) 具有高速主轴的高速铣
MIKRON的HSM-400主轴转速可达32,000~42,000rpm;日本SNK的HPS-120B主轴可达20,000rpm/18.5KW;台湾FEELER(友嘉)的FV-1000A可达10,000~24,000rpm;北京机床所的KT1400B可达15,000rpm;广东佳铁机械雕刻机NC-2000采用入口主轴可达27,000rpm/1.3kw;汉川机床的XH715G可达8,000~12,000rpm,是我省重点发展的产品,2002年出口德国20台。高速伺服驱动,高速轴承,高速码盘,冷却,动平衡等是其关键技术。
(2)高速刀具
高速刀具材料的发展是高速切削技术的基础。根据不同被加工材料使用不同刀具材料。表1为日本东芝刀具与被加工材料对应表表1 东芝刀具与被加工材料
(3)高速刀柄(刀套)
传统的刀柄(刀套)结构符合定位原理,而高速刀柄BBT采用并不符合定位原理的过定位结构,即采用双面定位,这种结构要求制造精度高,机床主轴与刀柄的锥面和端面同时贴紧,提高了刚性。日本大昭和精机的BIG牌刀柄专为高速铣开发出BBT双定位结构。握径Φ0.5~Φ6mm和Φ20mm规格较高转速可达40,000rpm。握径Φ16~Φ42mm规格较高转速可达30,000rpm。
(4)冷却
高速铣切削时采用油雾/气的冷却方式,MIKRON建议在20,000rpm以上时采用,实际应用中,用户常在6,000rpm以上即采用这种冷却方式。
本文选自高速铣http://www.nb-mingrui.com