高速加工工艺技术应用

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1、高速加工工艺技术应用主讲：钟志胜2016年8月10日高速加工工艺技术应用摘要：目前，高速加工除了在航空航天、船舶、模具、汽车等领域得到广泛应用之外，在3C行业也得到了空前应用。这类零件大多是结构复杂、薄壁刚性差，在通常加工过程中极易产生变形，较难满足加工表面质量与加工尺寸精度要求。为此，高速加工为产品零件的加工提供了效率、表面质量和尺寸精度保障。本文以典型的3C铝合金薄壁件(手机机壳、数控系统操作面板)高速加工为研究对象，运用华中8型智能数控系统对铝合金的高速加工工艺技术进行探讨，以提高或展示产品加工的实际效能。高速加工工艺技术应用关键词：高速加工形变控制智能工艺与编程技术刀具选择切削参数检测

2、与智能修正高速加工工艺技术应用1.高速加工背景与现状1.1背景源于：市场日益激烈的时间、效率、成本的竞争：a)快的设计开发速度b)极少的工序步骤及周转c)产品价值优势/规模化生产加工新材料及复杂的三维曲面形状加工要求：a)打破传统/创新驱动b)薄壁复杂零件/大切除量C)3C铝合金、不锈钢材料加工高硬材料及超高的表面加工质量要求:a)以车或铣代磨b）减少电加工工序和钳工工序高速加工工艺技术应用1.2现状高速加工是一项集设备、控制系统、刀量具、加工工艺技术与编程、监测与检测、工具系统、CAD/CAM等为一体的加工技术方法，其采用全新的加工工艺，在刀具、切削用量、走刀路径及程序编制等方面，都不同于传

3、统的数控加工。当前现状：1)企业高速加工设备少，大都是主轴转速15000rpm以下的设备，难以实现高速加工要求；2)新工艺、新方法创新驱动不够，传统加工模式与方法根深蒂固，导致有高速设备的企业长期工作在8000rpm以下，未能发挥高速加工功能；3)企业配备的刀具、工具系统难以实现高速加工要求，现有的工艺也难以适应高速加工要求。高速加工工艺技术应用1.2现状当前现状与先进制造的高速加工存在以下主要差距：1)高速加工零件毛坯制造技术的差距；2)高速加工设备制造技术的差距；3)高速加工刀具制造技术的差距；4)高速加工工艺智能技术的差距；5)高速加工检测(机器人)与监测反馈修正技术的差距；6)上、下料

4、应用机器人或机器手的差距。高速加工工艺技术应用2.高速加工的必备条件2.1机床高速加工机床是实现高速加工的前提和基本条件，其种类涵盖了数控机床和精密机床，其结构特点应具有足够的承载能力、高刚性、热稳定性、耐冲击性和抗震性，确保设备具有优良的静、动态特性。主轴单元能够平稳提供高转速功率、扭矩响应，进给单元能平稳提供快速进给功率、扭矩及快速工进响应，主轴单元和进给单元能精准提供加或减速度与修正。高速加工工艺技术应用2.高速加工的必备条件2.2工具系统2.2.1高速刀柄(≥20000rpm)主要指具有动平衡的高精度刀柄。1)7/24锥度的常规ISO、BT、SK高速动平衡刀柄；2)DIN69893-1

5、的HSK系列高速动平衡刀柄；3)高速刀柄配套件，如拉钉、卡芯等。实例2.2.2刀具高速加工切削是指刀具切削刃相对于零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削速度的5～10倍，主要体现在刀具的快进、工进、快退三个环节上，要适应现代生产快速反应的应用特点。实例高速加工工艺技术应用2.2.2刀具刀具合理选择主要是材料、涂层、几何形状与尺寸。高速加工通常以高转速、小切削量、高工进进给加工，其切屑去除率比普通数控加工要高，表现为：加工效率高、切削变形小、设备冲击小、表面质量高。刀具类别及形式(实例)1)粉末冶金高钴高速钢涂层刀具(高速加工用磨制)对有色金属大切削深度的高速工进有上佳表现。2)超细晶体微

6、粒(0.1μm)硬质合金涂层刀具大切削深度加工不锈钢、钛合金、高温合金有上佳表现高速加工工艺技术应用3)超细晶体微粒(0.1μm)硬质合金涂层PCD刀具大切削深度、高速工进加工复合材料有上佳表现4)金属陶瓷刀具(TiC(N)基硬质合金)高速车削低碳钢有上佳表现5)陶瓷刀具高速加工有色金属有上佳表现6)CBN刀具(立方氮化硼)高速加工钛合金、高温合金、复合材料及高硬度钢有上佳表现7)PCD刀具(金刚石)高速加工有色金属、高硬材料、复合材料有上佳表现高速加工工艺技术应用2.2.3工装夹具根据产品零件特定设计、制造适合高速加工的装夹、定位的工装夹具。1)通用简易工装(通豁性)2)专用特制工装(针对产

7、品)3)高精度组合工装(瑞士EROWA夹具)4)快速气动或液压工装(真空吸盘或液压锁紧)2.3高速加工的在线检测与监测修正在线检测主要直接检测零件加工的几何形变或尺寸精度(英国RENISHAW)；监测修正主要对刀具磨损进行间接测量，从而对刀具磨损进行补偿，以达到修正加工尺寸精度。智能化工艺性修正，以实时修正、完善程序。高速加工工艺技术应用2.4设备环境机床地面平整坚固；轻质机床地脚必须防震、抗震，