当前高速切削概念早已被提出多年,早已不是什么新概念,早已应用于实际生产之中。高速切削针对不同金属材料的工件,当切削速度到达某一特定值时,切削温度不但不会升高反而会降低,产品的质量也会改善,生产效率也会大幅度提高。 高速切削与加工材料、加工方式、刀具及切削参数等有很大的关系。一般认为,高速切削的切削速度是常规切削速度的5~10倍,铝合金1 500~5 500m/min;铜合金900~5 000m/min;钛合金100~1 000m/min;铸铁750~4 500m/min;钢600~800m/min。各种材料的高速切削进给速度范围为2~25m/min。 高速切削之所以得到工业界越来越广泛地应用,是因为它相对传统加工具有显著的优越性,具体说来有以下特点: 1.可提高生产效率 高速切削加工允许使用较大的进给率,比常规切削加工提高5~10倍,单位时间材料切除率可提高3~6倍。当加工需要大量切除金属的零件时,可使加工时间大大减少。 2.降低了切削力 由于高速切削采用极浅的切削深度和窄的切削宽度,因此切削力较小,与常规切削相比,切削力至少可降低30%,这对于加工刚性较差的零件来说可减少加工变形,使一些薄壁类精细工件的切削加工成为可能。 3.提高了加工质量 因为高速旋转时刀具切削的激励频率远离工艺系统的固有频率,不会造成工艺系统的受迫振动,保证了较好的加工状态。由于切削深度、切削宽度和切削力都很小,使得刀具、工件变形小,保持了尺寸的精确性,也使得切削破坏层变薄,残余应力小,实现了高精度、低粗糙度加工。 从动力学角度分析频率的形成可知,切削力的降低将减小由于切削力产生的振动(即强迫振动)的振幅;转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的固有频率,避免共振的发生;因此高速切削可大大降低加工表面粗糙度,提高加工质量。 4.加工能耗低,节省制造资源 由于单位功率的金属切除率高、能耗低以及工件的在制时间短,从而提高了能源和设备的利用率,降低了切削加工在制造系统资源总量中的比例,符合可持续发展的要求。 5.简化了加工工艺流程 常规切削加工不能加工淬火后的材料,淬火变形必须进行人工修整或通过放电加工解决。高速切削则可以直接加工淬火后的材料,在很多情况下可完全省去放电加工工序,消除了放电加工所带来的表面硬化问题,减少或免除了人工光整加工。 由于高速切削的特点决定了高速切削可以节省切削液、刀具材料和切削工时,从而可极大限度地节约自然资源和减少对环境的污染,提高生产率和产品质量。 |