1、基于数控机床高速切削加工工艺的应用与分析摘要：本文主要针对数控机床使用传统方法加工过程中存在质量差、效率低的问题，将高速切削加工技术引入数控机床的加工过程中，并对加工工艺进行了改进。高速切削加工切削系统的工作频率远高于机床的低阶固有频率，振动较小，大大降低了加工表面粗糙度，提高了加工质量。基于高速切削加工转速高和切削力小的特点，取消卧式铣床升降台半精加工工序，提高了加工效率。关键词：升降台；加工工艺；高速切削；切削力目前，国内许多企业数控机床的加工仍然使用传统方法加工，由于传统加工工艺是针对当时的设备、刀具状况制定的，一直沿用了几十年，存在质量差、效率低的问题，远远不能适应激烈的市场竞争。各铣
2、床生产厂家为了抢占市场，纷纷投入人力、物力，寻求新方法新工艺提高卧式铣床升降台的加工效率和加工质量。本研究将高速切削加工技术引入卧式铣床升降台的加工过程中，并根据高速切削加工的特点对卧式铣床升降台加工工艺进行了改进。1 卧式铣床升降台的结构特征卧式铣床包括床身、横梁、升降台、滑鞍、工作台、底座六大部件，其中滑鞍执行 X 向进给，工作台执行 Y 向进给，而升降台执行 Z 向进给，即升降进给，是连接床身、滑鞍、底座的关键零件。卧式铣床升降台的材质为灰口铸铁(HT200)，属于较复杂的箱体零件，壁厚不均，刚性不足。图 1 卧式铣床结构图2 使用传统方法加工存在的弊端卧式铣床升降台的传统加工工艺是上个
3、世纪八十年代制定的，受到当时设备、刀具等条件的限制，在普通铣床和镗床上加工，存在的问题如下：工件壁厚不均，刚性不足。为了减少每道工序的切削量，传统加工工艺分粗加工、半精加工、精加工，工序长，效率低；设备主轴转速低，加工出的工件表面粗糙度差；设备落后，定位及重复定位精度差，不易保证加工质量；装卸工件的辅助时间太长；刀具磨损不易监控，容易造成废品；换刀由人工完成，劳动强度大；旧工装刚性差，易产生振动。3 高速切削的定义及优点3.1 高速切削加工的定义高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念。对于不同的加工方法和工件材料，高速切削加工时应用的切削速度并不相同。一般认为高于(5l0)倍的普通切削速度
4、的切削加工定义为高速切削加工。高速切削在实际生产中切削铝合金的速度范围为 15005500mmin，铜材为lO00mmin 以上，铸铁为 500mmin1500mmin，钢为300800mmin，切削进给速度已高达 4mmin40mmin。对于不同的加工方法采用不同的切削速度，其中，车削为 7007000mmin，铣削为3006000mmin，钻削为 20011OOmmin，磨削为900021600mmin。3.2 高速切削加工的优点随切削速度提高，采用较小的切削深度和厚度，刀具的每刃切削量极小，所以切削力随之减小，切削力平均可减小 30以上，有利于加工薄壁零件和脆性材料。随切削速度提高，单位
5、时间内的金属切除率增加，加工效率提高。高速切削加工时，切屑很高的速度排出，带走了 90以上的切削热，传给工件的热量很少，减少了工件的内应力和热变形，提高加工精度。转速的提高，使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，减小了振动，大大降低了加工表面粗糙度。由于采用新型高硬度材料，高速切削可加工硬度 HRC(4565)的淬硬钢铁件，取代磨削加工 。4 解决方法及措施针对传统工艺存在的问题，将高速切削加工技术引入新工艺中，对卧式铣床升降台平面和孔系的加工作了如下改进：由普通设备上加工改在高速加工中心加工；采用高速切削加工，切削力减少，可以将半精加工、精加工合并，减少工序，提高效率。有机械手自动换刀
6、，减轻了劳动强度；主轴转速大大提高，加工出的工件表面粗糙度低；设备定位及重复定位精度高，保证加工质量；工况监测系统可监测刀具磨损情况及刀具断裂情况；因为高速加工中心有两个工作台，保证工件连续加工，缩短了辅助时间；工装系统做了如下改进：A 增加辅助支撑：毛坯铸造时，在薄壁位置增加加强竖肋(23 个)；B 增大夹紧力，在原工装系统上增加夹紧位置 1 个，并在所有夹紧位置适当增加夹紧力；C 增加定位面面积，使用面积较大的定位块取代定位销。5 结束语 高速切削加工技术在卧式铣床升降台的加工中，起到了重要的作用，大大提高了加工质量和效率，使单件卧式铣床升降台的生产周期从以往的 300 小时，缩短到现在的 150 小时左右，生产能力成倍增长，使卧式铣床生产企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。随着汽车、火车的提速，世界经济的发展被推向了新的高潮。随着高速切削加工技术的进一步完善，高速切削在机床行业乃至其它行业将会发挥越来越大的作用。参考文献：1 艾兴高速切削加工技术M,国防工业出版社，20082 陈明，袁人炜,高速切削过程切削条件优化研究最新动态J,机械设计与研究，2011(3)：61-673 艾兴，刘战强，黄传真，邓建新，赵军,高速切削综合技术J,航空制造技术，2009(3)：20-23
