数控机床,顾名思义就是利用数字化技术控制功能实现的机床设备,其主要实现方法是通过程序编码对机床设备下达工作指令,具有极高的精准度,目前已经成为了我国加工制造业中的基础装备。高速切削则是数控机床中应用十分广泛的加工技术,对数控机床的整体运行质量有着至关重要的影响,相关行业工作人员应当对此给予高度重视,充分掌握该项技术的相关应用要点,这样才能充分发挥其优势。
1高速切削技术的概念和工作原理
1.1高速切削技术简介
所谓切削技术,指的是使用锋利的切削刀具,比如砂轮或刀具等,对产品零件进行必要的切削处理,以去除其多余部分,或者改变其形状以及尺寸大小等,形成与设计要求相符合的产品结构。传统的切削技术主要依靠的是机械本身的动力控制,效率有限,而在新时期背景下,计算机技术的融入使得切削技术可以通过计算机程度来得以控制,切削速度和准确度都得到了大大提升。也就是说,高速切削技术实际上就是对传统切削技术进行自动化升级后的技术。
1.2高速切削技术的运行原理
高速切削技术的实现和优化改进都是在高速切削机理论的基础上完成的,主要应用原理为加工设备在高速切削过程中所形成的切削力和切削热。首先,高速切削的切削速度必然要比传统切削速度快,目前我国高速切削机的运行速度最高已经达到常规切削的十倍。其次,高速切削要对产品零件进行变形处理,除了会受到切削速度影响之外,还有一项重要因素是切削刀具的热量,切削的速度越快,刀具产生的热量就越高,而高热量下被切削的材料可以被软化,如此一来切削的阻力就会大大降低,切削角便可以适当减小,切削角越小,切削的厚度就可以约薄,这也是告诉切削可以实现高精度零件加工的原因。
2高速切削加工中相关部件的选择
2.1刀柄的选择
2.1.1 ER弹性夹套
ER弹性夹套由于性价比和切削精度较高,因此适用于高速切削加工。ER弹性夹套的优势主要表现在:ER弹性夹套的同心性较好,因此可以能够加速旋转向心力;ER弹性夹套的直径小,因此夹套的夹力较大;ER弹性夹套的使用需要平衡螺帽的协助,从而增强ER弹性刀柄的稳定性和平衡性。
2.1.2热缩式刀柄
热缩式刀具采用的是新型的设计理念和技术,虽然热缩式刀柄对刀具具有一定的限制性,但是热缩式刀柄具备以下特点:向心性较好,热缩式刀柄的直径相对较小,因此使得热缩式刀具的离心力低;热缩式刀柄的材质均匀,平衡度高,而且还具有加热系统。热缩式刀具的特点决定了其实用性。
2.1.3强力铣夹刀柄
强力铣夹刀柄的使用范围具有一定的局限性,其适用于大直径的刀具。强力铣夹刀柄的优点主要表现在同心力和同心性较高,刀柄的夹紧力度较大,因此,在高速切削过程中,强力铣夹刀柄是确保大直径刀具发挥切削功能的重要保证。
2.2刀具材料的选择
2.2.1涂层材料刀具
涂层刀具中的涂层材料主要分为两大类,一类为硬涂料,如常见的TiC、TiN等涂层刀具,这两种涂料具有很强的抗磨损能力;另一类为软涂料,如常见的WS等涂层刀具,这类刀具的摩擦因数较低,因此能够降低切削的力度。采用软涂层刀具能够加强工件表面的光滑度,延长刀具的使用年限。
2.2.2陶瓷材料刀具。
陶瓷材料刀具具有较高的硬度和耐磨能力,因此,陶瓷材料刀具适用于硬度较高的材料;陶瓷材料刀具的抗高温性能较好,因此,适用于高温下的工件切削;陶瓷材料道具还具有良好的抗粘结性能,因此,在切削的过程中不易引发粘连,可见陶瓷材料刀具的化学性能较好,稳定性较高。
2.2.3金刚石刀具
金刚石是自然界中硬度最高、导热系数最好的物质,因此,金刚石刀具同样具有很高的硬度,在进行高速切削时,金刚石刀具的磨损力度较小。但是,由于经济性较差,焊接工作十分困难,金刚石刀具的实用性较低。
3高速切削技术在数控机床领域的应用要求
3.1不断提升数控机床的性能
工业技术方面,数控机床占有非常重要的地位,将各种加工技术进行整合和发展,能够进一步的促进我姑工业技术水平不断提升,为社会提供精度更高、产品性能更好的产品,此时需要不断的提升数控机床的性能,这样才能够促进各项技术的提升,为各项工业加工技术提供了良好的运行平台。因此,需要从事数控机床研发的人员不断的提高技术水平,保证机床性能满足现代加工的需求,还应该根据具体情况制定出相应的维护方案。
3.2要充分发挥电子轴的作用
数控机床实施操作的过程中,如果机床的发电机与机床主轴在电子主轴的影响下完美的配合,那么就能够确保整个机床平稳的运行。当然,数控机床在工作期间温度会持续上升,必然会影响工件的整体质量。如果要在机床主轴上安装电子轴,那么可以利用机床中相关部件及时的检测中不同的加工过程中所产生的热量信息,然后根据反馈信息作出适当的调整,保证机床温度在合理的范围内,初级加工质量的提升。
4高速切削加工技术在数控机床中的应用趋势
4.1高速切削加工技术在数控机床中将趋于高精度化发展
因为数控机床主要采用的是计算机程序控制技术,高速切削加工技术应用到数控机床中同样也需要融合计算机数字化控制功能,所以具有很强的自动化和智能化水平。在数控机床设备中,不仅可以实现对高速切削加工过程的控制,同时还可以实现对加工前以及加工后的动作控制,这为其向着高精度化方向发展提供了必要条件。
4.2高速切削加工技术在数控机床中将趋于绿色化发展
产品加工制造过程中需要使用到大量的冷却液,尤其是在高速切削加工技术条件下,刀具产生的热量更大,为了保持加工作业环境的稳定性,就必须实时对其进行温度控制,但这样也会产生相应的污染物质,不利于环境保护。随着新时期低碳环保理念的提出,未来数控机床中的高速切削技术必然也要趋于绿色化发展,以实现人与自然的和谐统一。
5结束语
总而言之,高速切削加工技术在数控机床当中的应用价值是十分突出的,对提高加工制造业的加工效率和加工质量,增强企业的市场竞争力等都具有重要意义。但是高速切削加工的技术性要求相对来说也比较高,所以在实际应用过程中相关行业工作人员还需充分了解其应用要求,并结合实践经验不断创新和优化其技术内容,同时也要顺应时代发展趋势,探索绿色化应用模式,这样才能促进加工制造业的长期可持续发展。
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