高速加工技术的应用和发展前景

前言目前国际上对高速加工还没有一个明确统一的定义。 一般来说,切削速度和进给速度比正常值高5 ~ 10倍,可称为高速加工。 目前适合高速切削的加工中心一般主轴转速在10000 r/min以上,有的高达60000 ~ 100000 r/min,主轴轴承dn值高达2×10的6次方,主轴电机功率15 ~ 80 kW。 不同行业对进给速度和快冲程速度的要求不同,从30 m/min到100 m/min不等。 除了上述高速性能外,加工中心的主轴和工作台还应具有极高的加速性能。主轴启动到最高转速只需要1 ~ 2s(反之亦然),工作台的加速(减速)速度要达到(1 ~ 10) g (g = 9.81 m/S2)。 上述运动指标比目前普通数控机床高5 ~ 10倍。 近年来,国内外工业部门,特别是航空空航天、汽车工业、模具工业和摩托车工业对高速加工中心的需求越来越大,美国、日本、德国、瑞士、意大利等工业化国家已经生产出多种商用产品。 与一般加工方法相比,高速加工技术具有以下优点:(1)加工时间大大缩短,仅为原来的1/4左右,这意味着1台高速机床进行高速加工可以代替4台普通数控机床;(2)高速加工时,机床的激励频率很高,远离“机床-刀具-工件”工艺系统的固有频率,机床工作平稳,振动小,因此加工表面质量很高,不需要其他表面处理程序;(3)单位时间材料去除率可提高6倍,生产率极高;(4)切削力可降低80%以上,特别是径向切削力大大降低,零件变形小,加工时基本不发热,特别有利于薄壁、薄筋零件的加工;(5)高速加工采用小直径刀具、小切削深度、小切削宽度、快速多次进给提高效率,而传统加工一般采用大直径刀具、大切削深度、大切削宽度;(6)高速机床投资回收快,可以缩短交货时间,减少车间面积,减少工人数量。 总的来说,的高速加工中心都是数控机床和高精度机床,其传动和结构的最大特点是实现了机床的“零传动”。 这种传动方式的主要特点是所有中间机械传动环节(皮带、齿轮、滚珠丝杠、螺母等。)从驱动电机到工作部件(主轴、工作台等。)被消除,并且传动链的长度减少到零。 零传动不仅大大简化了机床的传动和结构,而且显著提高了机床的动态灵敏度、加工精度和工作可靠性。它是一种新型的传播方式。 高速电主轴是高速加工中心的主要组成部分。其机械结构虽不复杂,但对加工精度要求极高,关键零件的材料和热处理要求严格。它是机电一体化的高科技产品。整个部件必须在恒温和清洁的环境中组装和调整。 其性能参数和制造质量很大程度上决定了整个高速加工中心的加工速度、工作精度和生产效率。 电主轴是一套部件,包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频器、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。