高速切削(HSM)是現(xiàn)代銑削技能中被廣泛運用的一項重要技能。通過運用 HSM 銑削技能,不僅可以銑削各種軟硬資料,而且可以到達極好的工件精度。本文介紹了HSM對刀具與刀座的要求。
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HSM 對切削刀具的要求
01. 幾許形狀
刀具振蕩直接影響加工所取得的外表質(zhì)量。因而,在HSM精加工進程中保持刀具均勻的切削力極其重要,防止引發(fā)刀具振蕩。
刀具相鄰幾許特性對切削力的影響:
1)同心度好有利于負載在切削刃上均勻分布;
2)較大的切削刃重疊有利于取得均勻的切削力特性(較大螺旋角和槽數(shù));
3)短切削長度有利于取得較好的剛性(相關(guān)于機床陡壁,軸的直徑被減小一點);
4)芯部橫截面狀況最好,槽口處的應(yīng)力會集最小。
可以運用HSM加工高強度資料,這意味著抗變形才能跟著待加工資料硬度的添加而增大。切削刃上負載添加,要求對切削刃的幾許形狀進行穩(wěn)定的規(guī)劃。但是,高速切削狀況下在工件外表的自在區(qū)域還將發(fā)生更多的摩擦熱,這意味著有必要減小刀具的間隙角。因而,添加切削刃的穩(wěn)定性只能通過減小斜角的方式完成。在資料很硬、刀具資料很脆的情況下,乃至可能導(dǎo)致負的斜角。
準(zhǔn)確配合的半徑在刀刃尖部磨削,以防止突然變熱時到達紅熱狀況或許切削刃部分斷裂。
如果對加工工件的形狀精度要求很高,則所用精加工刀具的球部半徑關(guān)于待加工工件的形狀精度有直接的影響。因而,作為基本條件,在十分精密零件的精加工進程中運用具有十分嚴(yán)厲半徑公差(在微米范圍內(nèi))的刀具是十分重要的。
02. 資料和涂層
刀具資料有必要比待加工資料硬。工件資料與刀具資料之間的硬度差越大,刀具磨損越小,刀具運用壽命越長。由于部分溫度很高,還有必要確保刀具資料具有抗氧化性。
較大熱負載波動和對刀具資料抗氧化性的要求使得最終需求在精細顆粒碳化鎢刀體上進行涂層。
經(jīng)過試用和試驗的涂層系統(tǒng),如運用 TiN、TiCN 和 TiAlCN在 HSM 加工中敏捷到達了其極限。因而,多種成分的涂層系統(tǒng)被研發(fā)出來,它根據(jù)高鋁含量氮化物、結(jié)合其它元素如釔、釩或鉭。運用納米層結(jié)構(gòu)、CBN 和 PKD,還可以到達更高的性能。
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HSM 對刀座的要求
由于在 HSM 加工中需求很高的主軸速度,因而,最好運用HSK-A 和 HSK-E 刀座系統(tǒng)。由于刀座法蘭安裝在主軸頭上,刀座在 Z 方向上有清晰的機械支撐,因而,在較高轉(zhuǎn)速下,不會因離心力增大而拖進主軸。
根本的錯誤在加工準(zhǔn)備階段可能現(xiàn)已發(fā)生,致使較小振蕩和**的進程控制不可能完成。要完成穩(wěn)定的HSM加工,按照要求對刀具和刀座設(shè)備進行平衡并對其同軸度進行檢查是至關(guān)重要的。還有必要考慮與未平衡質(zhì)量有關(guān)的旋轉(zhuǎn)速度極限。
平衡欠好或不同心的旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)將導(dǎo)致:
1)十分糟糕的外表質(zhì)量
2)十分低的刀具運用壽命
3) 糟糕的加工穩(wěn)定性和**性
4)可能損壞銑削主軸
加工進程中因發(fā)生突變而造成不平衡以及偏離抱負同心度,其結(jié)果鄙人面的原理圖中看得十分清楚:
與**同心度比較無誤差:較小的理論粗糙度
與**同心度比較有誤差:較大的理論粗糙度
平衡質(zhì)量對整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)性能有著重要的影響。
不平衡相當(dāng)于有一個偏疼物體在旋轉(zhuǎn)。這個偏疼物體可以引發(fā)離心力,其跟著轉(zhuǎn)速的添加呈平方值增大。這意味著相同的不平衡在轉(zhuǎn)速為 42,000 rpm 的主軸上引發(fā)的離心力是轉(zhuǎn)速為 2,000 rpm 主軸的 441 倍(212 = 441)。因而,高速加工中刀具刀座設(shè)備的不平衡具有特別顯著的**后果。
運用 HSM 中的刀具夾緊技能,您可以與以下物品一起運用刀座:
? 夾頭
? 縮徑接頭
不主張運用代替系統(tǒng)如 Weldon 連接器,由于它們在 HSM加工中具有顯著的缺點。
由于帶夾頭的刀座良好的阻尼特性可以給粗加工進程帶來好的作用,因而,與縮徑接頭一起可以到達極高的剛性和重復(fù)精度。這對取得**的工件外表至關(guān)重要。運用縮徑接頭使您可以取得十分準(zhǔn)確地同心度 (誤差低于0.003 mm)以及較大的傳遞扭矩。
各種縮徑刀座的規(guī)劃結(jié)構(gòu):傳遞扭矩取決于夾緊設(shè)備的規(guī)劃結(jié)構(gòu);規(guī)劃結(jié)構(gòu)不同,它們可能差異很大。