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高速切削加工技术介绍

更新日期:2007-07-18  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

( 2 )高速加工基本规律的研究
   
   切削力学理论分析表明,切削时切削力与工件的剪切强度、切削面积、刀具前角、后刀面与工件的摩擦系数以及剪切角有关,而剪切强度和摩擦系数直接受切削温度,也即受切削速度的影响,剪切角则与切削速度相关。因此,切削速度直接影响切削力的大小。在高速切削范围内随切削速度增加,切削温度升高,摩擦系数减小,剪切角增大,切削力降低。切削时产生的热量主要流人刀具、工件和被切屑带走。随切削速度的提高,切屑带走的热量增加。因此,高速切削范围内,随切削速度提高,切削温度开始升高很快,但当切削速度达到一定后,因切屑带走的热量随切屑深度提高而增加,切削温度上升缓慢,直至很少有变化。

   高速切削时,刀具的损坏形式主要是磨损和破损,磨损的机理主要是薪结磨损和化学磨损(氧化、扩散、溶解)。金刚石、立方氮化硼和陶瓷刀具高速断续切削高硬材料时,常发生崩刃、剥落和碎断形式的破损。高速切削时,对以磨损为主损坏的刀具可以按磨钝标准,根据刀具磨损寿命与切削用量和切削条件之间的关系确定刀具磨损寿命。对于以破损为主损坏的刀具,则按刀具破损寿命分布规律,确定刀具破损寿命与切削用量和切削条件之间的关系.

( 3 )各种材料的高速切削加工性研究铝合金具有极好的切削加工性,可采用很高的切削速度( 1 000 - 4000m / min ,有时高达5000-7500 m / min).
钛及钛合金的切削加工目前选用的刀具材料以 YG ( K )类硬质合金为主,精细 TIN 涂层硬质合金刀具、 PCD 刀具高速切削加工钛及钛合金的加工效果远好于普通硬质合金;天然金刚石刀具的加工效果更好,但其应用受加工成本制约。加工钛合金,还广泛应用车铣复合加工。车铣复合加工改善了刀具散热条件,降低了切削温度并减少了刀具磨损,从而可在较高的速度下切削加工钛及钛合金。

( 4 )高速切削仿真技术的研究
在试验研究的基础上,利用虚拟现实技术和仿真技术,虚拟高速切削过程中刀具和工件相对运动的作用过程,对切屑形成过程进行动态仿真,显示加工过程中的热流、相变、温度及应力分布等,预测被加工工件的加工质量,研究切削速度、进给量、刀具和材料以及其他切削参数对加工的影响等。

2 高速切削刀具

   刀具是实现高速加工的关键技术之一。生产实践证明,阻碍切削速度提高的关键因素是刀具能否承受越来越高的切削温度在萨洛蒙高速切削假设中并没有把刀具作为一个重要因素。但是随着现代高速切削机理研究和高速切削试验的不断深人,证明高速切削的最关键技术之一就是所用的刀具。舒尔兹教授在第一届德国 ― 法国高速切削年会( 1997 年)上做的报告中指出:目前,在高速加工技术中有两个基本的研究发展目标,一个是高速引起的刀具寿命问题,另一个是具有高精度的高速机床.

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