機械制造中數(shù)控高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用

黃烘坤

摘要： 伴隨科學技術(shù)的高速發(fā)展，機械加工方面為了進一步提高工作效率以及加工質(zhì)量，開始引入高速切削加工技術(shù)，進而引發(fā)了機械制造行業(yè)新一輪的技術(shù)改革，特別是目前許多先進制造工業(yè)應(yīng)用十分廣泛。例如汽車以及航空等機械制造領(lǐng)域相較于其他機械制造行業(yè)而言更為廣泛，獲得了十分理想的效果。為此，文章簡要分析了數(shù)控高速切削加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其所具有的技術(shù)優(yōu)勢，同時從銑削加工機床、刀柄與道具加工等方面論述高速切削加工技術(shù)在機械制造行業(yè)中的具體應(yīng)用，以期為機械制造行業(yè)工作效率的提高提供參考與幫助。

Abstract： With the rapid development of science and technology， in order to further improve work efficiency and processing quality in mechanical processing， high-speed cutting processing technology has been introduced， which has triggered a new round of technological reforms in the machinery manufacturing industry， especially in many advanced manufacturing industries. For example， machinery manufacturing fields such as automobiles and aviation are more extensive than other machinery manufacturing industries， and have achieved very desirable results. To this end， the article briefly analyzes the development status of CNC high-speed cutting processing technology and its technical advantages， and discusses the specific application of high-speed cutting processing technology in the machinery manufacturing industry from the aspects of milling machine tools， tool holders and prop processing， etc.， with a view to Provide reference and help for the improvement of work efficiency in the machinery manufacturing industry.

關(guān)鍵詞： 機械制造;高速切削加工技術(shù);數(shù)控技術(shù);具體應(yīng)用

Key words： machinery manufacturing;high-speed cutting technology;numerical control technology;specific application

中圖分類號：TG519.1? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）17-0085-03

0? 引言

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展無法脫離工業(yè)技術(shù)的支持，而我國經(jīng)濟水平的高速發(fā)展也進一步加快了生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展速度，使得數(shù)控機床技術(shù)得到不斷的更新。機械制造屬于機械商家結(jié)合企業(yè)實際需要制造對應(yīng)成品的工業(yè)化部門，包括發(fā)動機以及機床等機械性制造品，也可專門生產(chǎn)組件或是零件，具體將原材料制作為企業(yè)以及商戶實際需要的成品，借由編寫生產(chǎn)計劃、毛坯鑄造以及零件切削加工等多步流程。其中，又以切削加工技術(shù)是最為關(guān)鍵的一道工序，直接關(guān)乎零件最終是否能夠達到客戶實際需要，并關(guān)系著最終生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)所需要投入的成本。傳統(tǒng)切削更容易已然無法滿足目前生產(chǎn)的實際需求，高速切削加工技術(shù)應(yīng)運而生，該技術(shù)不僅能夠顯著提升生產(chǎn)效率，同時確保加工質(zhì)量，有助于推動機械制造行業(yè)的進一步發(fā)展。

1? 高速切削加工技術(shù)的作用

1.1 提高加工的精確度

一般情況下，高速切削加工技術(shù)應(yīng)用期間，切削加工效率得到顯著提高，可能會造成切削力減弱，特別是徑向切削力，減少的幅度十分明顯，如此在薄壁類型或是剛性并不理想的零部件加工之中具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，能夠保證技術(shù)的應(yīng)用效果。就整體情況而言，數(shù)控高速切削加工技術(shù)于實際運用期間，精準度得到顯著提高，可以保證機械制造精準度達到要求，避免精準度方面產(chǎn)生問題。不僅如此，合理運用高速切削加工技術(shù)時，能夠有效確保整體加工作進行過程中的靜態(tài)與動態(tài)穩(wěn)定效果，符合目前機械制造更容易關(guān)于高效率、高精度的要求，從而規(guī)避部分工作問題的產(chǎn)生。

1.2 有利于加強熱變形零部件加工效果

機械制造切削加工期間，高速切削加工技術(shù)的運用將會產(chǎn)生約98%上下的切削熱無法第一時間傳輸至工件位置。該狀況之下，大部分時間之中，工件都進入冷態(tài)的狀態(tài)，所以該技術(shù)對可能產(chǎn)生熱變形零部加工而言至關(guān)重要，能夠有效保證變形零部件加工整體質(zhì)量以及精確度，提高熱變形零部件加工能力。然而，必須關(guān)注的是，有較大概率產(chǎn)生變形現(xiàn)象的零部件于加工過程中可能產(chǎn)生誤差現(xiàn)象，特別是機床機械設(shè)備切削加工程序方面，必然會受到一定的干預(yù)。故而，需要運用誤差補償方法，避免機床產(chǎn)生熱變形誤差問題，確保補償?shù)木_性，加強魯棒性，從本質(zhì)上避免熱變形零部件加工出現(xiàn)規(guī)格偏差的問題。

1.3 有利于提高材料最終的加工效果

一般情況下，鈦合金材料等加工的難度相對較高，不管是硬度，還是強度都相對較高，同時具備耐沖擊性的特征，在加工過程中有較大概率差生硬化的現(xiàn)象，可能會形成較高的切削溫度，久而久之，容易造成刀具受到損耗，無法有效保護道具的使用壽命以及整體質(zhì)量。而采用數(shù)控高速切削加工技術(shù)之后，不只是能夠有效克服該類技術(shù)方面的問題，同時確保機械制造工作效率以及產(chǎn)品質(zhì)量達到預(yù)期效果，特別是模具表面質(zhì)量，避免產(chǎn)生機械制造工作方面的問題，確保機械制造加工整體效果，使得許多加工難度相對較高的材料同樣可以獲得有效的加工。

1.4 有利于加快加工速度

數(shù)控高速切削加工技術(shù)在應(yīng)用期間，切削速度十分快，相比傳統(tǒng)切削速度快3倍至8倍，從某種程度的而言，還可以進一步加快機床空乘速度，縮減機械設(shè)備非切削的空形成市場，從一定程度而言可以顯著提高工件各類機械設(shè)備的加工工作效率，以免產(chǎn)生有關(guān)問題，確保整體切削加工工作質(zhì)量以及效果滿足有關(guān)要求，從本質(zhì)上避免不同方面的不足。

2? 數(shù)控高速切削加工技術(shù)在機械制造之中的具體應(yīng)用

2.1 科學應(yīng)用銑削技術(shù)

如今，數(shù)控高速切削加工技術(shù)在機械制造之中的應(yīng)用愈漸廣泛與頻繁，重點是搭配運用微電子、CNC技術(shù)以及先進材料進行工作，銑削加工技術(shù)是其中關(guān)鍵的構(gòu)成部分，具備一定的運用優(yōu)勢，然而在運用期間，針對機床部件的所提出的要求較為苛刻。具體如下：第一，要求機床整體剛性與標準相符，洗削機床加工制造行業(yè)之中，需要進一步供應(yīng)高速供給驅(qū)動器的設(shè)施，確?？梢宰畲蟪潭劝l(fā)揮、數(shù)控高速切削加工技術(shù)的作用以及價值。針對驅(qū)動器設(shè)備來說，理應(yīng)將速度限制在40m/min，應(yīng)用3D輪廓加工技術(shù)過程中，速度也需要繞限制在10m/min上下。期間，為了確保銑削加工整體質(zhì)量，還需要為系統(tǒng)供應(yīng)0.4m/s加速度以及0.3m/減速度。第二，刀柄與主軸的在剛性方面與標準相符，一般情況下，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制在每分鐘1萬轉(zhuǎn)至5萬轉(zhuǎn)狀態(tài)下，需要將主軸視為基礎(chǔ)，針對壓縮空氣以及冷卻系統(tǒng)等有關(guān)內(nèi)容予以設(shè)置，確保能夠?qū)⒌侗恢靡约爸鬏S位置的軸向間隙限定在0.0007mm之下，避免產(chǎn)生剛性問題。第三，更容易技術(shù)本身的穩(wěn)定性以及安全性必須達到要求。一般情況下，數(shù)控高速切削加工技術(shù)實際機應(yīng)用期間高質(zhì)量的工藝模型針對切削條件、刀具使用時長的有機結(jié)合至關(guān)重要必須保證兩者之間的有機融合，方可確保機床使用效率達到預(yù)期的效果，以確保在沒人操縱的狀況下，使得整體加工技術(shù)得以更為高效的應(yīng)用，同時確保技術(shù)運用的安全性以及穩(wěn)定性，符合機械制造工作的實際需要。

2.2 在刀具以及刀柄加工之中的技術(shù)應(yīng)用

由于數(shù)控高速切削加工技術(shù)本身具有較高的系統(tǒng)性，且整體結(jié)構(gòu)較為復雜，所以關(guān)于刀具的制作要求相對較高，在加工以及制造期間，應(yīng)尤為重視刀具以及刀柄安裝、定位精準度以及集合精準度，上述因素將直接影響數(shù)控高速切削加工技術(shù)在機械制造之中的運用效果。實際制造期間，離心力以及強烈振動數(shù)與數(shù)控高速切削加工技術(shù)系統(tǒng)之間關(guān)系十分密切，可以有效保障產(chǎn)品加工期間的高速動平衡以及剛度需要繞，同時可以避免道具以及刀柄受到損害，延長其使用時間。不僅如此，當高速加工期間，刀柄材料需要也與加工整體效率之間有密切關(guān)系，所以必須結(jié)合實際狀況開展選擇。包括HSK高速刀柄更為適宜于高速加工運用，該類型刀具屬于具備熱脹冷縮緊固式特點的高速刀柄，適宜于高速切削的環(huán)節(jié)。另外，在高速加工期間，刀具必須承載高溫、高壓以及沖擊等外界因素的干預(yù)，故而必須結(jié)合刀具經(jīng)濟情況、工藝情況開展高速加工。這些也是實現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵性因素，在選擇數(shù)控高速切削刀具加工材料期間，必須考慮高速切削的方式。

2.3 高速數(shù)控切削加工技術(shù)數(shù)控編程方案

數(shù)控高速切削加工技術(shù)應(yīng)用于機械制造工業(yè)之中，尤其需要重視數(shù)控編程技術(shù)的應(yīng)用，原因在于有關(guān)技術(shù)具備一定特殊性特征，難以將其理解為一般的加工進給以及轉(zhuǎn)速數(shù)值的增加，需要道具在實際應(yīng)用期間的行動路徑有極高的精確度以及安全性，從而確保表面整體質(zhì)量?；谠摫尘跋?，必須科學采用數(shù)控編程相關(guān)技術(shù)，遵照合理化的技術(shù)準則，以保障切削加工質(zhì)量能夠達到相應(yīng)的需要。工作人員在運用先進技術(shù)期間，需要把刀具、被加工工件以及夾具固定在合適的位置，以保證三者之間間隔距離處于科學范圍之中，避免產(chǎn)生彼此干預(yù)或是碰撞的問題，不然不僅影響制造質(zhì)量，同時也對工具產(chǎn)生嚴重的影響與損害，或是道具以及機床產(chǎn)生過載運行的問題。工作人員應(yīng)用數(shù)控技術(shù)期間，需要保障恒定切削荷載滿足有關(guān)標準，保證金屬切削過程中厚度值不會產(chǎn)生波動，處于恒定的狀態(tài)，以免影響最終加工質(zhì)量。實際加工過程中，確保加工保持進水且學成厚度適中相同，滿足對應(yīng)的需要。除此之外，還需要規(guī)合理設(shè)計平滑刀具的切入方法，確保刀具能夠更為平滑地進入，以免形成直角的跡象，否則，產(chǎn)品表面會產(chǎn)生對應(yīng)的痕跡，導致產(chǎn)品最終不能滿足實際需要。

另外，工作人員需要保障加工工件加工的精確度，由于在數(shù)控高速切削加工期間，需要時刻確保工件表面質(zhì)量以及加工精確度，盡量減少刀具切入的頻率，同時應(yīng)用最為科學的螺旋走刀軌跡方法。不僅如此，需要保證切削進給量的合理性，若是進給量設(shè)定過小，可能導致切削呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，形成切削振動的問題。故而，進給量必須維持在平衡樁體，保證加工表面質(zhì)量的穩(wěn)定提高。

3? 數(shù)控高速切削加工技術(shù)的影響因素

3.1 工件材料因素的干預(yù)

于冶煉流程之中，所加工的工件材料如果存在雜質(zhì)，可能導致材料的硬質(zhì)點受到較大影響，使得切削過程中受到嚴重的影響，如果振動相對強烈，造成刀刃出現(xiàn)刀刃崩損的問題，進而引發(fā)一定的危險。熱處理過程中，可能會誘發(fā)各個部位硬度減弱。如果在粗加工之后，再次開展淬火予以精加工，可能會引發(fā)加工工件的尺寸產(chǎn)生變形，導致精度受到一定程度的影響。故而，高速切削加工技術(shù)需要結(jié)合現(xiàn)實狀況以及條件，選擇更為科學的工件材料，以加強切削加工技術(shù)整體質(zhì)量以及效率。

3.2 刀具所產(chǎn)生的影響

刀具系統(tǒng)運用有較大概率對高速切削加工技術(shù)產(chǎn)生影響，如果刀具系統(tǒng)具有較強的離心力，則加工期間將產(chǎn)生十分劇烈發(fā)的振動，導致刀具的應(yīng)用質(zhì)量受到嚴重的影響，所以需要提升集合精度的要求，確保裝夾重復定位的精確度。技術(shù)人員在開展數(shù)控加工高速切削過程中，傳統(tǒng)7：24錐度刀柄系統(tǒng)有剛性無法滿足常規(guī)標準，所以重復定位的精確度不佳，同時辦法由其余不穩(wěn)定性等問題，不建議應(yīng)用在高速切削過程中。如今，較為常用的刀具為雙面接觸空心短椎刀柄HSK，該刀具各項表現(xiàn)均滿足實際需求。

4? 結(jié)束語

機械制造屬于工業(yè)生產(chǎn)期間的重要環(huán)節(jié)，同時也是評價一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標。為了進一步加快機械制造效率，并提高其施工質(zhì)量，需要引入數(shù)控高速切削交工技術(shù)，所以，在機械制造引入數(shù)控高速切削加工技術(shù)對提高我國制造業(yè)水平而言至關(guān)重要，企業(yè)在機械制造期間也需要尤為重視有關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，明確其使用帶來的價值，并通過對銑削技術(shù)、刀具以及刀柄以及數(shù)控編程方案的合理應(yīng)用，實現(xiàn)機械制造與數(shù)控高速切削加工技術(shù)融合，提高機械制造效率以及質(zhì)量。

參考文獻：

[1]王麗敏.數(shù)控高速切削加工技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機與配件，2020（003）：77-78.

[2]李穎.一種高速數(shù)控機床專用刀具座的分析與改進[D].大連理工大學，2019.

[3]崔吉祥.數(shù)控技術(shù)在機械制造應(yīng)用中存在的問題及對策[J].南方農(nóng)機，2020，51（02）：167.

[4]王麗敏.數(shù)控高速切削加工技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機與配件，2020（03）：83-84.

[5]黃國榮.基于綠色再制造技術(shù)的電主軸故障預(yù)測性診斷與分析[D].上海第二工業(yè)大學，2020.

[6]冀萬文，張鵬，趙鵬，等.論數(shù)控技術(shù)在機械制造應(yīng)用中存在的問題及對策[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（07）：245-246.