高速切（qiē）削技術在數控（kòng）車床中的應用-特（tè）種加工（gōng）機床網（wǎng）-數控機床市場網

您現在的位置：特種加工機床網> 技術前沿> 高速切削技術（shù）在數控車（chē）床中的應用（yòng）

高速切削技術在數控車床中的應（yīng）用

2020-11-19 來（lái）源：上海維宏電子科技股（gǔ）份有限公（gōng）司作者：柏鶴

摘要：介紹了高速切削技術及輕（qīng）金屬材（cái）料、超級合金材（cái）料、鋼材和鑄鐵（tiě）材料等高速切削技術的適用對象，分析了高速切削（xuē）技術在數控車床（chuáng）中（zhōng）應用的技術要求，給出了高速主軸單元的（de）運（yùn）行條件和參數設置，並對刀柄、刀具（jù）材料的選（xuǎn）擇進行了研究（jiū）。

關鍵詞：高速（sù）切削數控車床應（yīng）用

1、研究背景

在機械製造生產實踐所使用的加工技術中，高速切削技術是應用比較廣泛的技術之一。

高速切削（xuē）技（jì）術具有效率高、能耗低、精度高等優點。在機械加工過程中應（yīng）用高速切削技術，能夠在（zài）保證加（jiā）工質量的前提下進一步提高加工效率，並（bìng）且減少（shǎo）能耗。

在此背景下，將高速切削技（jì）術應用於機械加工的主要平台數控（kòng）車床（chuáng），具有十分重要的意義。

2、高速切削（xuē）技術概述

在機械加工（gōng）中，切削指對工件上的（de）冗（rǒng）餘部分進行切除，這一操作需要借（jiè）助刀具、砂輪等部件來完成。高速切削建立在傳統刀具切削基礎之上，具備傳（chuán）統刀具切削的特點。

當然，高速切（qiē）削（xuē）技術與傳統切削（xuē）技術相比，具有高效率、低成本、高精度等優點。作為一項已經比較成熟的機械加工（gōng）技術，高速切削技術（shù）在生產（chǎn）實踐中的應用比較廣泛。要想實現對高速切削技術的（de）應用，需要做好數控車床結構設計、數控車（chē）床控製係（xì）統設計（jì）、刀具結構（gòu）設計等工作。隻有充分做好以上工作，才能（néng）使高速切削技術得到有效應用，從而發揮其在機械加工中（zhōng）的優勢。同（tóng）時，為了提高高速切削技（jì）術應用過程中的穩定性，需要做（zuò）好數控車床各個子係統中相關控製指標的設定。

3 、適用對象

高速切削技（jì）術的應用對象是（shì）有一定限製的，並非所（suǒ）有材料都能進行高速切削加工。在機械製造加工實踐過程中，高速切削技術通常適用於三類材料，分別為輕金屬材料（liào）、超級合金材料、鋼材和鑄鐵材料。

3.1 輕金屬材料

在工業生產活動（dòng）中，鋁合金是最常用的輕金（jīn）屬材料之一。

鋁合金不但擁有較好的耐腐蝕性（xìng）能和導電、導熱性能（néng），而（ér）且還具（jù）有較（jiào）強的（de）韌性和延展性。這（zhè）些特性使鋁合金具備較好的快速成型能力，能夠被廣泛運用於製造業中。

總體而言（yán），輕（qīng）金屬材料具有較（jiào）好的切割性能，能夠適合進行高速切削。在對輕金屬材料（liào）進行高速切削的過程中，輕金屬材料可以將絕大（dà）多數熱量帶走，從而減小輕金屬材料的熱變形，並且由於切削速度快，因此具備更高的精（jīng）度。

3.2 超級合金材料（liào）

在對超級合（hé）金材料進行高速切削的過程中（zhōng），需要選擇合適的刀具，包括（kuò）氧化鋁刀具、聚晶立（lì）方氮化硼刀具等。

通過選擇合適的刀具，能夠（gòu）進（jìn）一步提升超級合（hé）金高速切削過（guò）程中的速度與精度。

3.3 鋼材和鑄鐵材（cái）料

在（zài）對（duì）鋼材進行高速切削的過程中，通常需要選擇較為鋒利的（de）刀具（jù），同時對（duì）切削的後角進行嚴格把控。這樣做的主要目的是減小刀具的磨損，從（cóng）而使刀具（jù）的使用壽（shòu）命延長。

此外，適當的後角也有助於提高對鋼（gāng）材進行高速切削的精度。

在對鑄鐵材料進行高速切削的過程中，也需要注意選擇刀具材料。隻有（yǒu）選擇合（hé）適（shì）的刀具材料，才能夠提升切削（xuē）的速度和質量。

4 、高速切削技術應用技術（shù）要求（qiú）

以下介紹高速切削技術在數控車床中應用的技術要求（qiú）。

4.1 高（gāo）速（sù）主軸單元運行條件

與普通車床相比，高速切（qiē）削車床的最大區別之一是高速（sù）主軸單元。高速主軸單元是實現高速切削的（de）核心部件，要使高速主軸單元（yuán）正（zhèng）常工作，通常需要滿足以下（xià）條件：第一，具（jù）備較高的同軸度、傳遞力矩和傳（chuán）動功率；第二，具備良好（hǎo）的冷卻裝置、平衡性（xìng）和動態性能；第三，具備較高的角加速度。

4.2 高速主軸單元（yuán）參數（shù）設置

高速主軸單元相關參數的設置通（tōng）常（cháng）需要符合以下要求：

（1）主軸具有較高的轉速，通常高於 10 000 r/min，是普通車床轉速的 5～10 倍；

（2）高速主軸（zhóu）車床的輸出功率通常設置為 20k W～80 k W，當（dāng）輸出功率在這一範圍（wéi）內時，不但能夠提（tí）高切削加工的效率（lǜ），而且可以對（duì）重荷載材（cái）料進行加工；

（3）高速主軸單元（yuán）的啟動和製動時間較短，通常為 1～2 s，為此，主軸單元的加速度要比普通車床高，通（tōng）常設置為 1g～8g，g 為重力加速度。

4.3 部件選擇

部件的選擇不僅決定自身的使用壽（shòu）命和使用效率，而且決定（dìng）高（gāo）速切削的效果，因此部件的選擇要從有效性和（hé）合（hé）理（lǐ）性出發。

4.3.1 刀柄

高（gāo）速切削過程（chéng）中，最核心（xīn）的部件之（zhī）一是刀柄，決定著高速切削的（de）最終（zhōng）效果和時間。

（1） ER 彈性夾套（tào）。在高（gāo）速（sù）切削（xuē）加工時選（xuǎn）用精度高、成（chéng）本低的 ER 彈性夾套，在旋轉向心力加速方麵，可以起到促進作（zuò）用。在夾力方（fāng）麵，ER 彈性（xìng）夾套直徑（jìng）小的特點可以提高力度。在使用時（shí），需要平衡螺（luó）帽來穩定和加固。

（2）熱（rè）縮式（shì）刀柄。較為先進的熱縮式刀具與刀柄結合，具有諸多優勢。熱縮式刀柄材質可以支持係統加熱，具有極高的穩定性。

（3）強力銑夾刀（dāo）柄。此種刀（dāo）柄在使用時隻（zhī）能適用直徑（jìng）較大的刀具，具有較大的局限性。強力銑夾刀（dāo）柄的優點與（yǔ）同心力和同心性有關（guān），同心力越大，夾力越大，所以（yǐ）在（zài）大直（zhí）徑刀具進行（háng）切削（xuē）時可以保障切削效果。

（4）液壓刀柄（bǐng）。液壓在工業品行業（yè）中應用較（jiào）為廣泛，液（yè）壓刀柄使液壓（yā）技術與刀柄實現結（jié）合（hé），其裝卸較為方（fāng）便快捷，在同心性和（hé）直徑（jìng）方麵具有優（yōu）勢（shì）。

（5）高精度 HP 夾套。此類（lèi）夾套在功能上類似於ER 彈性夾套，但是在（zài）夾力的原理上有重要區別。HP 夾套在應用時使刀具通過定位鎖緊，精度較高，成本較低，優點（diǎn）為同心性好，對操作的平衡度容易把控，利於裝卸清洗。

4.3.2 刀具材料

高速切削的效果主要由刀具材質和質量決定，因此刀具材料的選（xuǎn）擇在高速切削中具有重要（yào）作用。

（1）塗層（céng）材料。刀（dāo）具塗層材（cái）料主要分為硬性和軟性兩種。前者在使用中的（de）耐磨度較高，如碳化鈦、氮化（huà）鈦等（děng）。後者在使用中相互摩擦的（de）作（zuò）用較小，對切（qiē）削力度的限製較為（wéi）有利於切削，如二硫化鎢等。同時，軟塗層的使用會提（tí）高表麵處理效果，延（yán）長使用壽命。

（2）陶瓷材料。陶瓷具有硬（yìng）度大、抗摩擦等特點，被大量運（yùn）用（yòng）。陶（táo）瓷刀具硬度大，在高溫環境下不受影響（xiǎng），適用（yòng）於高溫切削加工。陶（táo）瓷材料的抗粘結性也較好（hǎo），可以消除在切削加工中（zhōng）出現的粘連等問題。由此可（kě）見，陶瓷材料（liào）因自身化學性（xìng）能和特點而在高速切削加工中大量應用。

（3）金剛石材料。硬（yìng）度最佳的刀具材料為金（jīn）剛（gāng）石，其導熱性能也較佳。但是由於成本較高，導致部分加工廠商在選擇時有所顧慮。

5 、結束語

高（gāo）速切削在（zài）工業製造中屬於（yú）較為核心和繁雜的（de）加工流程，參數的（de）設置與部件的選（xuǎn）擇都會影響最終的效果和效率。因此，在數控車床中（zhōng）應（yīng）用高速切削技術時（shí），不僅要對各個要點全麵熟悉和了解，而且對刀（dāo）具和材料的（de）選擇也要慎重。通過研究應用（yòng）技術要求和部件選擇，可以為高速切削技術在數控車床中的應（yīng）用提（tí）供技術參考。

投（tóu）稿箱：
如果（guǒ）您有機床行業（yè）、企業相（xiàng）關新聞稿（gǎo）件發表，或進（jìn）行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信（xìn）息

名企推薦

業界視（shì）點（diǎn）

| 更多

行業數（shù）據

| 更多

博文選萃

| 更多