高速數(shù)控車床及其技術(shù)概述
高速切削技術(shù)是一種采用超硬材料刀具和能可靠地通過高速運動的高精度、高自動化、高柔性的制造設(shè)備以極大地提高切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。它是提高切削效果、加工質(zhì)量、加工精度和降低加工成本的重要手段。
從提高生產(chǎn)效率的角度,制造技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。*階段為加工輔助時間較長階段。在數(shù)控機床出現(xiàn)以前,機械零件加工過程所花的時間,超過70%是輔助時間——用于零件的上下料、測量、換刀和調(diào)整機床等。第二階段為數(shù)控加工階段。以數(shù)控機床為基礎(chǔ)的柔性制造自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,大大降低了零件加工的輔助時間,極大地提高了生產(chǎn)率。加工中心是數(shù)控機床進一步發(fā)展的產(chǎn)物,加工中心、柔性制造單元(FMC)和柔性制造系統(tǒng)(FMS)的應(yīng)用,解決了自動換刀和自動裝卸工件等問題,更大程度上提高了整個零件加工的自動化水平。
計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)和自動化工廠(AF)更使制造自動化技術(shù)達到的高峰,在提高生產(chǎn)效率的同時,大大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量。第三階段為高速加工階段。由于加工零件的輔助時間大幅度降低,在機械零件加工的總工時中,切削所占的時間比例就變得越來越大。因此,要想進一步提高機床的生產(chǎn)率,除了優(yōu)化生產(chǎn)工藝外,只能減少切削時間。降低切削工時就意味著要提高切削速度,它包括提高主軸轉(zhuǎn)速和進給速度兩個方面。
高速切削是個相對的概念,如果加工方法和切削材料不同,高速切削的速度范圍也就不同。如從加工方法的角度,車削加工速度范圍是700~7000m/min,銑削加工速度范圍是300~6000m/min,鉆削加工的速度范圍是200~1100m/min,磨削加工的速度范圍是150~360m/min。從材料的角度,目前鋁合金的高速切削范圍是1500~5500m/min,鑄鐵的高速切削范圍是750~4500m/min,普通鋼的高速切削范圍是600~800m/min。一般認為高速加工的速度范圍是普通加工的5~10倍。隨著高速機床設(shè)備和刀具等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破性進展,高速加工的速度范圍還會不斷擴展。
高速數(shù)控車床高速切削技術(shù)是在機床結(jié)構(gòu)及材料、機床設(shè)計、制造技術(shù)、高速主軸系統(tǒng)、快速進給系統(tǒng)、高性能CNC系統(tǒng)、高性能刀具夾具系統(tǒng)、高性能刀具材料及刀具設(shè)計制造技術(shù)、高精度測試技術(shù)、高速切削機理,高速切削工藝等諸多技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上綜合而成的。