| cyqdesign |
2006-05-23 13:17 |
淺析高速切削(hsc)技術(shù)
高速切削技術(shù)是切削加工技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，它會隨著cnc技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料和新結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展而邁上更高的臺階。但我們也應(yīng)清醒的看到，高速切削技術(shù)自身也存在著一些急待解決的問題，如高硬度材料的切削機理、刀具在載荷變化過程中的破損、建立高速切削數(shù)據(jù)庫、開發(fā)適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)和綠色制造技術(shù)等等。同時高速切削所用的cnc機床，車、銑、鉆等刀具，cad/cam軟件等技術(shù)含量高，價格昂貴，使得高速切削投資大，這在一定程度上制約了高速切削技術(shù)的推廣應(yīng)用。 kppRQ Q*[
一、高速切削的原始定義 7I(t,AKJ
1931年，德國切削物理學(xué)家薩洛蒙(carl.j.salomon)博士提出了一個假設(shè)，即同年申請了德國專利(machine with high cutting speeds)的所羅門原理：被加工材料都有一個臨界切削速度v0，在切削速度達到臨界速度之前，切削溫度和刀具磨損隨著切削速度增大而增大，當切削速度達到普通切削速度的5～6倍時，切削刃口的溫度開始隨切削速度增大而降低，刀具磨損隨切削速度增大而減小。 切削塑性材料時，傳統(tǒng)的加工方式為“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但進給速度低，切削力大。實踐證明隨著切削速度的提高，切屑形態(tài)從帶狀、片狀到碎屑狀演化，所需單位切削力在初期呈上升趨勢，而后急劇下降，這說明高速切削比常規(guī)切削輕快，兩者的機理也不同。 eU koVr
二、現(xiàn)代高速切削技術(shù)的概念 #eC;3Kq#-
所羅門原理出發(fā)點是用傳統(tǒng)刀具進行高速度切削，從而提高生產(chǎn)率。到目前為止，其原理仍未被現(xiàn)代科學(xué)研究所證實。但這一原理的成功應(yīng)該不只局限于此。高速切削技術(shù)是切削技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，從現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的角度去確切定義高速切削，目前還沒有取得一致，因為它是一個相對概念，不同的加工方式，不同的切削材料有著不同的高速切削速度和加工參數(shù)。這里包含了高速軟切削、高速硬切削、高速濕切削和高速干切削等等。 p{a]pG+3
事實上，高速切削技術(shù)是一個非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涵蓋了機床材料的研究及選用技術(shù)，機床結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造技術(shù)，高性能cnc控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，高速、高效冷卻、高精度和大功率主軸系統(tǒng)，高精度快速進給系統(tǒng)，高性能刀具夾持系統(tǒng)，高性能刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造技術(shù)，高效高精度測試測量技術(shù)，高速切削機理，高速切削工藝，適合高速加工的編程軟件與編程策略等等諸多相關(guān)的硬件和軟件技術(shù)。只有在這些技術(shù)充分發(fā)展的基礎(chǔ)上，建立起來的高速切削技術(shù)才具有真正的意義。所以要發(fā)揮出高速切削的優(yōu)越性能，必須是cad/cam系統(tǒng)、cnc控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊、機床、刀具和工藝等技術(shù)的完美組合。 ~9?U_ahfVt
三、高速切削技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與優(yōu)點 Z02s(y=k1
自所羅門原理申請專利以來，高速切削技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)理論探索階段，應(yīng)用探索階段，初步應(yīng)用階段和較成熟應(yīng)用階段。特別是20世紀70年代后，各工業(yè)發(fā)達國家相繼投入大量的人力、物力、財力研究開發(fā)高速切削技術(shù)及相關(guān)技術(shù)，發(fā)展日新月異，德國、美國、瑞典、瑞士、英國和日本等制造強國走在了世界前列。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進和經(jīng)濟發(fā)展的強大推動，高速切削機床、刀具技術(shù)和相關(guān)技術(shù)迅速進步，使高速切削(hsc-high speed cutting)技術(shù)以其高效率、高質(zhì)量應(yīng)用于航天、航空、汽車、模具和機床等行業(yè)中，各種切削方式、各種材料幾乎無所不能，尤其是高速銑削和高速車削發(fā)展神速。該技術(shù)為“輕切削”方式，每一刀切削排屑量小，切削深度小，即ap與ae很小，但切削線速度大，為傳統(tǒng)的3～5倍，進給速度大，為傳統(tǒng)的5～10倍。其優(yōu)點在于： QWHy=(!
加工時間短，效率高。高速切削的材料去除率通常是常規(guī)的3～5倍。
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