高速切削机床

高速切削机床（精选八篇）

高速切削机床 篇1

1.1 高速切削的概念及其发展

高速切削, 即在常规切削速度的基础上, 进行速度成倍增加的一种切削加工。在传统的工件加工过程中, 有超过一半的时间花费在上下料、测量构图、机床调整以及切刀更换等准备工作上, 真正用于切削的有效时间很少。随着现代科学技术的发展和数控机床的应用, 实现了工件加工的自动化, 减少了准备时间, 极大的提高了单位时间内的生产效率。以数控机床为主要设备的切削技术, 其实质就是以加快空行程动作速度来增加零部件的生产效率, 那么在此基础上, 只要保证了工件质量不变, 最大限度的提高切削速度变成为了优化工作方案的直接办法。高速切削技术的出现弥补了这一缺陷, 迅速成为数控机床工件加工的新技术。需要注意的是, 这里所提的的“高速”并不单纯的是一个技术指标, 而且也是经济指标, 即在保证加工质量的同时, 实现生产效率的最大化, 质量的保证是前提, 效率保证是目标。

1.2 高速切削技术的工作机理

首先, 高速切削的切削速度要比常规切削快5-10倍, 这样才能保证切削速度足够快, 使的所要加工的工件来不及发生形变或形变范围保持在生产标准以内。其次, 高速切削所带来的工件形变除了与切削速度有关外, 与切削刀具的热量也有很大关系。研究表明, 当热量足够高是, 切割过程中会出现一定程度的材料软化现象, 减少切屑流受到的外部阻力, 从而使剪切角减小, 实现高速薄切屑。在整个高速切削过程中, 切割所产生的能力大都以热能的形势散发, 而且切屑受到与热能产生成正相关关系。

2 高速切削技术所具有的优点

2.1 切削速率快

高速切削设备的刀刃较短, 切削深度较浅, 有利于保证在高速切削作业时刀齿不被损害, 主轴转速高, 进料速度也相对较快, 这就保证了在单位切削时间内, 切除量大大增加, 显著提高了切削效率。运用高速切削技术进行工件加工和制造, 能够在一次工装过程中完成工件密实、工件成型等一系列流程。此外, 由于切削过程速度快, 使得切削表面能够达到磨削水平, 减少了后期的抛光、磨平以及精加工等环节的工作量。

2.2 加工质量高

切削速度的大幅度增加, 能够有效缩短走刀行距, 实现了加工部件尺寸的精确性和切削表面的光滑程度。由于切削采用竖向压力技术, 因此工件承受的横向切削力相对较小 (约是竖向切削力的70%) , 在这种情况下, 可以完成工件型腔内的薄壁和加工工作, 这对于传统的切削技术是无法完成的。由于切削产生的热量基本上都被切屑带走, 所以加工工件本身的温度上升并不明显, 从而有效防止因刀片过热引起工件表面发生形变的问题。

3 高速切削加工中相关部件的选择

在高速切削加工的操作中, 需要进行相关部件的选择, 因为适宜的、有效的部件不仅能够提高生产效率, 而且还能够极大地减少机械配件的磨损, 延长机械配件的使用年限, 因此选择恰当的切削工具对切削工作是十分必要的。

3.1 刀柄的选择

3.1.1 ER弹性夹套。

ER弹性夹套由于性价比和切削精度较高, 因此适用于高速切削加工。ER弹性夹套的优势主要表现在:ER弹性夹套的同心性较好, 因此可以能够加速旋转向心力;ER弹性夹套的直径小, 因此夹套的夹力较大;ER弹性夹套的使用需要平衡螺帽的协助, 从而增强ER弹性刀柄的稳定性和平衡性。

3.1.2 热缩式刀柄。

热缩式刀具采用的是新型的设计理念和技术, 虽然热缩式刀柄对刀具具有一定的限制性, 但是热缩式刀柄具备以下特点:向心性较好, 热缩式刀柄的直径相对较小, 因此使得热缩式刀具的离心力低;热缩式刀柄的材质均匀, 平衡度高, 而且还具有加热系统。热缩式刀具的特点决定了其实用性。

3.1.3 强力铣夹刀柄。

强力铣夹刀柄的使用范围具有一定的局限性, 其适用于大直径的刀具。强力铣夹刀柄的优点主要表现在同心力和同心性较高, 刀柄的夹紧力度较大, 因此, 在高速切削过程中, 强力铣夹刀柄是确保大直径刀具发挥切削功能的重要保证。

3.2 刀具材料的选择

3.2.1 涂层材料刀具。

涂层刀具中的涂层材料主要分为两大类, 一类为硬涂料, 如常见的Ti C、Ti N等涂层刀具, 这两种涂料具有很强的抗磨损能力;另一类为软涂料, 如常见的WS等涂层刀具, 这类刀具的的摩擦因数较低, 因此能够降低切削的力度。采用软涂层刀具能够加强工件表面的光滑度, 延长刀具的使用年限。

3.2.2 陶瓷材料刀具。

陶瓷材料刀具具有较高的硬度和耐磨能力, 因此, 陶瓷材料刀具适用于硬度较高的材料;陶瓷材料刀具的抗高温性能较好, 因此, 适用于高温下的工件切削;陶瓷材料道具还具有良好的抗粘结性能, 因此, 在切削的过程中不易引发粘连, 可见陶瓷材料刀具的化学性能较好, 稳定性较高。

3.2.3 金刚石刀具。

金刚石是自然界中硬度最高、导热系数最好的物质, 因此, 金刚石刀具同样具有很高的硬度, 在进行高速切削时, 金刚石刀具的磨损力度较小。但是, 由于经济性较差, 焊接工作十分困难, 金刚石刀具的实用性较低。

4 高速切削加工技术在数控机床应用中的发展趋势

4.1 高速切削加工技术在数控机床中的应用趋于高精度化

高速切削加工技术在数控机床中的应用充分利用了计算机辅助功能, 因此, 提高了切削技术的加工精度和自动化水平。计算机辅助功能的引入不仅能够提高数控系统的性能, 还能够对数控系统进行事前控制、事中控制和事后控制, 为提高切削加工技术在数控机床应用的准确性创造了必要的条件。

4.2 高速切削加工技术在数控机床中的应用趋于绿色化

随着切削加工技术的应用, 大量的冷却液不断的应用于制造加工中, 这样不仅加大了制造成本, 而且还对环境造成了严重的污染。所谓绿色切削是指利用尽可能少的刀具材料、时间和技术来减少对环境的污染, 从而实现资源消耗的最小化和环境污染的最低化。在环保意识不断增强的前提下, 高速切削技术在数控机床中的应用也逐渐趋于绿色化。

参考文献

[1]丁杰, 赵杰, 张振金.高速切削加工技术在数控机床中的应用[J].机械设计与制造, 2013 (6) :134-135.

[2]李小静.高速切削刀具在数控加工中的应用[J].陶瓷研究与职业教育, 2014 (9) :44-46.

《金属切削机床概论》教学大纲 篇2

课程代码： 学分数：

学时数：60（讲授学时）适用专业：机电类专科

开课单位：五邑大学继续教育学院江门高级技工学校分教点

一、课程教学目的、要求 教学目的：

《金属切削机床》是机械设计制造及自动化专业的一门主要专业课，主要任务是使学生能根据说明书及机床实物来了解机床工作原理、传动系统与结构；能根据工作要求正确选用机床；初步掌握机床结构设计的方法；初步具有对机床主要部件进行设计的能力。对学生毕业后能否完成一般机械设计及加工工作有直接的影响，在专业课中占有很重要的地位。

教学要求：

通过本课程的教学应使学生达到下列基本要求：

1、了解机床的主要类型，性能特点及其工艺范围，具有合理选用机床的基本知识；

2、熟悉典型机床的运动、传动、结构和操纵控制原理，初步掌握认识和分析机床的方法和步骤；对一般机床能根据说明书和实物，掌握其工作原理、传动和结构。能按加工要求对机床进行调整。

3、了解机床设计的原则和步骤，初步掌握机床方案设计的分析方法。

4、熟悉机床主要部件的结构、性能要求及其设计原理。初步掌握机床零件和部件的设计方法，具有对现有机床进行改装和设计专用机床及一般机器的初步能力。

二、知识要点：

绪论

1、教学内容：绪论

2、教学目的及要求：通过学习金属切削机床概述机床的基础知识，了解机床在国民经济中的地位及机床的发展简史。

3、教学重点：掌握机床的分类及型号编制方法，记住常用机床的类代号、通用特性代号、主参数等，掌握通用机床、专门化机床和专用机床的主要区别。

4、教学难点：掌握机床的分类及型号编制方法

5、各章节教学时间分配及进度安排：绪论1学时

6、主要教学环节的组织：本课题为课堂理论教学，主要围绕一些重要的概念展开讲解，通过本课题教学使学生基本掌握金属切削机床的分类与型号的编制方法。

第一章 机床的运动分析

1、教学内容：

第一节 工件加工表面及其形成方法 第二节 机床的运动

第三节 机床的传动联系和传动原理图

第四节 机床运动的调整

2、教学目的及要求：掌握工件表面成形运动和辅助运动。

3、教学重点：工件表面形状和形成方法，发生线的形成方法，机床的传动原理图。

4、教学难点：机床运动调整计算的一般方法

5、各章节教学时间分配及进度安排：

第一节 工件加工表面及其形成方法 1学时 第二节 机床的运动 1学时

第三节 机床的传动联系和传动原理图 2学时 第四节 机床运动的调整 1学时

6、主要教学环节的组织：本课题为课堂理论教学，围绕一些重要的概念展开讲解。

第二章 车床

1、教学内容：

第一节 车床的用途、运动和分类

第二节 CA6140型卧式车床的工艺范围和布局

第三节CA6140型卧式车床的传动系统

第四节 CA6140型卧式车床的主要结构

第五节 CK3263B型数控（CNC）转塔车床

第六节 CM1107型精密单轴纵切自动车床

2、教学目的及要求：了解机床的主要类型、性能特点及其工艺范围，具有合理选用机床的基本知识，掌握车床的运动传动结构和操纵控制原理。

3、教学重点： 剖析CA6140型卧式车床的传动系统和主要结构。其中，传动系统应掌握传动的原理图、系统图、路线表达式、调整计算（运动平衡式）和转速图等的概念和方法。车床主要是主轴箱、进给箱和溜板箱中的重要结构：主轴及其轴承、主轴开停及换向离合器、制动装置、变速操纵机构、开合螺母及其操纵机构、刀架纵横向机动进给操纵机构、互锁机构、过载保险装置。

4、教学难点：典型卧式车床传动系统分析、主运动传动链、螺纹进给传动链、纵向和横向进给传动链、刀架快速移动传动链。

5、各章节教学时间分配及进度安排： 第一节 车床的用途、运动和分类 1学时

第二节 CA6140型卧式车床的工艺范围和布局 1学时 第三节CA6140型卧式车床的传动系统 3学时 第四节 CA6140型卧式车床的主要结构 3学时 第五节 CK3263B型数控（CNC）转塔车床 2学时 第六节 CM1107型精密单轴纵切自动车床 2学时

6、主要教学环节的组织：到车间现场了解机床的运动以及卧式车床的组成、传动链、主要部件结构。

第三章 磨床

1、教学内容：

第一节 磨床的功用和类型

第二节 M1432A型万能外圆磨床 第三节 其它类型磨床简介 第四节 高精度磨床

2、教学目的及要求：了解磨床的传动系统、传动结构、机床的操纵机构及其操作方法，熟悉和掌握磨床主要部件及其调整方法。

3、教学重点： M1432A万能外圆磨床的工艺范围、组成部件、运动、传动特点、主要结构(砂轮架和内磨装置)。

4、教学难点：M1432A万能外圆磨床的传动系统、机床的操纵机构

5、各章节教学时间分配及进度安排： 第一节

磨床的功用和类型 1学时

第二节

M1432A型万能外圆磨床 3学时 第三节 其它类型磨床简介 1学时 第四节 高精度磨床 1学时

6、主要教学环节的组织：争取采用多媒体电化教学手段，以提高教学效果。

第四章 齿轮加工机床

1、教学内容：

第一节 齿轮加工机床的工作原理和分类 第二节 滚齿机的运动分析 第四节 YC3180型淬硬滚齿机

第四节 内联系传动链换置器官的布局方案与挂轮的微机选取法 第五节 其它齿轮加工机床的运动分析

2、教学目的及要求：通过分析YC3180滚齿机的传动系统，掌握传动原理图及范成运动、进给运动和附加运动等传动链。

3、教学重点：掌握YC3180滚齿机的传动原理图及范成运动、进给运动和附加运动的传动链。

4、教学难点：滚刀安装角，工件运动方向的确定与调整 加工齿齿大于100的质数直齿圆柱齿轮的调整原理

5、各章节教学时间分配及进度安排：

第一节 齿轮加工机床的工作原理和分类 1学时 第二节

滚齿机的运动分析 2学时

第三节 YC3180型淬硬滚齿机 1学时

第四节 内联系传动链换置器官的布局方案与挂轮的微机选取法 2学时 第五节

其它齿轮加工机床的运动分析 2学时

6、主要教学环节的组织：安排现场教学，要学生把基本理论知识、图纸和实物结合起来分析、研究。在有条件的情况下，还可安排专门的机床部件拆装实习，以增强学生对滚齿机床结构的感性认识，并培养其动手能力。

第五章 数控机床

1、教学内容：

第一节 数控机床的产生和特点

第二节 数控的工作原理 第三节 数控机床的伺服系统 第四节 数控机床的程序编制

第五节 JCS－018型立式镗铣加工中心 第六节 机床数控技术的发展

2、教学目的及要求：掌握典型数控机床的传动，学会数控机床的程序编制

3、教学重点：数控机床主传动特点、主轴组件分析、数控进给传动系统及组成元件、数控机床的自动换刀装置、数控机床的程序编制

4、教学难点：数控机床主轴组件分析、数控机床的自动换刀装置

5、各章节教学时间分配及进度安排： 第一节 数控机床的产生和特点 1学时 第二节 数控的工作原理 1学时 第三节 数控机床的伺服系统 2学时 第四节 数控机床的程序编制 4学时

第五节 JCS－018型立式镗铣加工中心 3学时 第五节 机床数控技术的发展 1学时

6、主要教学环节的组织：通过生产实习手段解决。

第六章 其它机床

1、教学内容： 第一节 铣床 第二节 镗床 第三节 钻床 第四节 组合机床 第五节 直线运动机床

2、教学目的及要求：通过本课题教学，使学生了解铣床、钻床、镗床、磨床、滚齿机床、数控机床的组成以及各自的特点和加工范围。

3、教学重点：钻床、镗床、铣床、刨床、拉床的主要类型、工作方法、结构特点及其应用范围。坐标镗床的坐标测量装置。

4、教学难点：坐标镗床的坐标测量装置。

5、各章节教学时间分配及进度安排： 第一节 铣床 1学时 第二节 镗床 1学时 第三节 钻床 2学时

第五节 组合机床 2学时 第五节 直线运动机床 2学时

6、主要教学环节的组织：本课题为课堂理论教学，通过观看VCD手段解决。

三、其它教学环节：

(一)习题课：配合考前复习，适当安排1—2次习题课，选择有启发性的课题，目的在于加深学生对课程内容的理解。

(二)课堂讨论：根据需要进行安排，时间不另立，可穿插在课堂教学中进行，对在课外作业中出现的共同性问题进行讲评，提高学生分析问题的能力。

(三)课外作业量：为了促进学生的学习主动机，在每一章节之后都应安排一定数量的课外作业量。

9.本课程应在学完本专业有关的技术基础课和专业基础课后进行工艺、刀具、液压、电气等专业课，互为条件和依据。

五、主要参考书目：

《金属切削机床》 上册 黄鹤汀主编 机械工业出版社出版 《金属切削机床》 下册 黄鹤汀主编 机械工业出版社出版

《数控机床》 第三版 吴祖育 秦鹏飞主编 上海科学技术出版社出版

四、说明：

1、先修课程：理论力学、材料力学、机械原理、机械零件、金属切削原理及刀具

2、本课程主要讲述机床的运动、传动、结构、操纵控制原理及其调整使用方法。讲授时应相互联系，前后呼应。

3、金属切削机床种类繁多，它们各具个性，但又有共性。本课程的主要教学目的不在于使学生掌握多少种(台)具体机床的传动、结构及其调整的计算方法，而是使学生掌握分析机床运动、传动，结构、操纵控制的基本知识和方法。因此在概论部分的内容安排上，选择卧式车床、滚齿机、万能外圆磨床等几种具有代表性的通用机床作比较详细的分析。在此基础上，再概略论述其它通用机床的特点、工艺范围和应用范围，从而使学生既懂得机床运动，传动、结构，操纵控制与调整计算的基本规律，掌握认识和分析机床的方法，同时对各种常用机床的工作方法及使用情况也有一般了解，为合理选用机床提供必要的基本知识。

4、讲授“其它机床”时，应着重从加工表面形状、加工方法、工件形状、工件尺寸与重量、加工质量要求，生产批量等工艺因素以及科学技术的发展出发，综述机床类型的形成与扩展。各种具体类型机床的加工方法、布局及其应用范围等，通过生产实习及观看VCD等手段解决。

5、为使教学实现„三个面向”的要求，数控机床的内容作了适当调整。在介绍完机床概论后，着重分析数控机床与通用机床的异同，如主传动、主轴组件、进给传动等。组合机床的内容只作适当介绍。

6、本课程是一门实践性较强的课程，教学过程中应使学生尽可能多接触机床实物如组织学生去实验室、工厂参观各种机床，具体机床的结构及其调整方法等可安排现场教学，要学生把基本理论知识、图纸和实物结合起来分析、研究。在有条件的情况下，还可安排专门的机床部件拆装实习，以增强学生对机床结构的感性认识，并培养其动手能力。

7、机床构造复杂，且通常只有在运动技术状态下才能真正了解其工作方法。为此，应争取多采用多媒体电化教学手段，以提高教学效果。

机床切削加工及切削颤振 篇3

关键词：机床切削,刀具,切削颤振

1 切削加工的重要作用与刀具

1.1 切削加工的重要作用

机械制造过程中最关键的步骤是零件的制作。制作毛坯时一般采用成形制造的方法, 通过铸造、焊接、锻造等方式手段加工完成。精确成形工艺, 又称净成形工艺, 是近些年来出现的新工艺, 加工半成品或成品时一般采用精确成形工艺, 通过精铸、精锻的方式加工完成。制造模型或经书零件时一般采用快速原型制造工艺。切削、磨削是传统的加工制造方式, 除此之外机床切削加工方式还包括激光束加工、电子束加工、电化学加工等工艺。现今, 传统加工方式中切削工艺是最重要的加工方式, 在未来的几年内还将在零件加工领域发挥越来越重要的作用。

1.2 刀具的重要作用

性能好的刀具能够提升机床的生产效率, 保证加工出的产品质量。因此, 提高刀具的性能对机械制造业的生产水平和经济效益的提高起着至关重要的作用。

金属切削加工出的产品在外观形状、尺寸大小、表面的光滑程度和产品质量有严格的要求, 因此, 在使用刀具切除工件上多余的金属材料时, 要重视生产过程中加工的每个步骤。特别是使用刀具分离工具表层时, 刀具和零件的表面会产生一个相互作用的力, 即刀具的切削作用和工件的反切削作用, 这是机床切削加工过程中首要矛盾。

随着工具加工行业的迅猛发展, 相关企业越来越重视切削刀具在生产加工过程中发挥的重要作用。新产品和新科技的使用加速了刀具切削工艺的革新进程, 数控机床等高性能的加工刀具技术开始投放生产使高速切削和超高速切削成为了可能。高速切削和超高速切削工艺对生产加工的要求程度更高, 要求切削的稳定性高, 精准程度更加精确, 刀具能够实现快速更换, 甚至是自动更换。机床切削加工未来的发展趋势迫切要求刀具在材料、结构和性能上的质量更高。

2 切削颤振产生与危害

2.1 切削颤振产生的原因

当出现以下几种情形时机床会产生自激振动:一是工件或是刀具同回转主轴相互连接时因为扭转和弯曲而产生了自激振动;二是在工件切削过程中因为工件的周期性运动而造成的机床整体性自激振动;三是在工件切削过程中慢速加工时, 机床会随之与地面产生缓慢的摩擦而产生的自激振动。

颤振指的是在金属工件的加工过程中, 刀具同工件因为相互加工摩擦而产生的自激振动。产生颤振的原因是在金属工件的切削过程中, 工件、刀具和机床因为相互作用形成间断而有规律性的振动。

2.2 切削颤振的危害

在实际生产活动中, 一旦机床产生振动, 会产生巨大的噪声。长时间以来, 机械生产中产生的大规模噪声远远超过了人体能够承受的健康程度, 一方面长时间工作在噪声大的生产环境中会使操作人员较易产生疲劳感, 甚至会诱发心脑血管疾病, 降低工作效率;另一方面, 机床的频繁振动会加速机床的磨损程度, 缩短机床的寿命, 导致工件的精准程度降低, 增加加工过程中的风险。长期以来, 机械制造业中的噪声污染相当突出, 大大超过国家环保标准。刺耳的噪声是工件一刀具系统强烈切削颤振的结果, 它降低了产品的表面质量, 降低了生产效率和刀具、设备寿命, 增加了材料和能源消耗。

在切削金属原件时, 颤振是持续发生的, 机械加工由于颤振会严重影响金属工件的质量, 因此减少颤振产生的不利影响是提高机床切削加工的重要方面。为了降低颤振所带来的不利影响, 操作者在切削过程中往往临时改变切削的加工方法, 然而这种临时性的改变必然会延长加工的时间, 可能会造成工期的延误, 增加生产的成本。

现代工业生产通过采用现代化的机床能够实现机械加工的规模化生产, 因此, 解决颤振带来的不利影响对提高机械生产效率起到了至关重要的作用。机械化生产在操作和时间上的可控程度高, 在解决颤振问题上人们更多关注的是提高机床的使用效率, 降低加工时间。

3 再生颤振理论与减小切削颤振的措施

3.1 再生颤振理论

针对再生颤振产生的原因, 理论界和实践界普遍认同的是以下解释:一次切削完成后会延续振动即振纹, 当下一次切削开始时上一次切削延续的振纹同本次切削会存在一个差值, 因此而导致切削后的薄厚程度不同而形成的颤振。

3.2 振型耦合理论

切削螺纹时, 从理论上看, 后转切削与前传切削的表面全部分离, 没有重合的部分, 因此无法产生再生颤振, 但在生产实践中也经常发生颤振。因为刀具与工件在加工过程中行进的方向组成了一个椭圆形, 所以颤振同时发生在两个方向上。由此可见, 当颤振同时发生在方向相反的两段式, 因原有的两个振型相互重合也会产生颤振。联系到生产实践中, 在设计机床时必须要考虑到机床在不同方向加工时的承受程度。

3.3 减小切削颤振的措施

进入工业化生产以来, 人们在机床切削加工上的实际生产经验相当丰富, 经过大量的生产实践总结, 减小切削颤振可以从以下3个方面着手:

一是调整机床的各个部件的参数, 包括主轴转速、进给量、切削宽度和刀具加工角度等。实际生产中能够发现, 通过人为的改变主轴的转速, 及通过控制切削的速度使之不停的变化能够尽可能的减少颤振的产生;

二是通过改进机床上的部分部件。由于机床的结构相当复杂, 难以从整体上改进, 因此可以通过对机床床身、立柱等基础部件的改进提高机床的整体稳定程度;

三是适当的改进刀具的结构。通过增大刀具的阻尼并适当的改进刀具的结构使之与机床和零件更加贴合, 能够有效的降低颤振发生的频率和幅度。

4 研究切削颤振现象及其控制理论的意义

通过研究颤振产生的原因为理论研究相关人员探讨机床切削加工理论提供了实践基础, 对机械加工理论和机械工程实践的发展起到了至关重要的作用。从实际生产领域来看, 通过控制颤振发生的频率和幅度能够尽可能的减小颤振带来的危害, 一方面能够为机床加工人员的身体健康提供保障, 另一方面能够减少元件的损耗, 延长机床的实用寿命、降低生产成本、提高生产效率, 促进机床切削加工工艺的长足发展、增加生产效益、提高经济收益。

参考文献

[1]张向慧, 贺建芸.徐红娟非线性颤振对于切削加工过程影响初探[期刊论文].机械工程师, 2002 (3) .

[2]杨尧金属切削加工中的振动分析及控制途径[期刊论文].工具技术, 2004 (3) .

常见机床切削运动形式的解析 篇4

在金属切削过程中由于各类机床的加工过程有所不同, 切削运动形式的反应也是不一致的。下面主要针对常见机床的主运动和进给运动两种形式做相关的分析, 从而了解各类机床的加工特性。

1 车床的切削运动

图1和图2所示, 外圆车削运动中, 工件作旋转运动, 消耗的功率最多, 切削速度最大, 故为主运动;刀具的直线移动是辅助刀具参与切削运动, 消耗的功率少, 切削速度较低, 为进给运动。钻孔运动中, 工件作旋转运动, 为主运动, 钻头的直线移动为进给运动。

2 钻床的切削运动

图3所示, 钻床在切削运动中, 主要是钻头旋转运动的同时作直线进给实现切削运动。其中, 主运动为钻头的旋转运动;进给运动为钻头的直线移动。

3 拉床的切削运动

图4中所示的拉削运动只需由拉刀的直线运动就可以完成。

4 综合分析

由上述图示分析可知, 不同的加工方式其运动形式完全不一致。通过这三种机床的运动形式分析, 其结论归纳如下:

同一种加工方法, 不同的机床加工, 切削运动形式不同。由图2和图3可知, 都是钻孔加工。车床钻孔时, 工件的旋转为主运动, 麻花钻的直线移动为进给运动;钻床钻孔时, 麻花钻的旋转为主运动, 麻花钻的直线移动为进给运动。

切削运动中, 主运动一般只有一个, 进给运动可能有零或多个;如图4所示, 拉削加工过程中只有一个运动形式即拉刀的移动为主运动, 进给运动为零。

切削运动中, 运动形式可是直线运动也可是旋转运动。

5 总结

金属切削运动是机床加工的基础, 切削形式不同, 决定着机床的运动形式有所不同。特别是现代社会多样化的机床比如龙门式的数控机床、车削中心等机床的出现, 对其运动形式的理解, 可以很好的掌握各类机床的加工特性。

参考文献

[1]徐宏海.主编《数控机床刀具及其应用》北京:化学工业出版社, 2005

[2]王泓.主编《机械制造基础》北京:北京理工大学出版社, 2006

普通金属切削机床数控化改造探讨 篇5

关键词：普通机床,数控化,改造

机床(英文名称:machine tool)诞生于17世纪中期,机床是利用金属切削原理将金属毛坯件加工成机械零件的机械加工设备,通俗讲机床就是制造机器的机器,又称其为“工作母机”或“工具机”。

机床的先进化程度和自动化水平是机械制造工业的基础,肩负着为国民经济和国防工业提供现代化技术装备任务。以机床为基础的机床工业技术水平很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科学化水平。

1普通金属切削机床改造的必要性

普通金属切削机床是利用待加工件与刀具之间的相对运动完成对毛坯件的机械加工,是我国机械制造领域、国防工业和机械制造发展进程中使用最多的一类机床。

普通金属切屑机床种类繁多,分类复杂,若按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。

到21世纪的今天,随着信息技术、计算机技术、网络技术和机电一体化的高速发展,伴随着加工方式的改变以及企业转型升级需要,普通金属切削机床的使用范围越来越窄,零件加工受限制条件越来越多,无法加工形状复杂零件,自动化程度不高,加工精度难于保证等方面的缺陷尤为明显,如何将对现有的普通金属切削机床进行数控化改造,更好的满足生产、教学、研究的现实需要,提升普通金属切削机床的使用范围和设备利用率,仍然是摆在众多生产企业、学校学院和研究机构面前的一个课题。

同时,对普通金属切削机床进行数控化改造后还有利于提高机床的使用范围,提高加工精度和加工产品的稳定性;有利于扩大加工零件范围,能加工单件、中小批量生产和加工形状较为复杂的零件等;有利于节约企业生产成本,减少劳动时间,提高生产效率;有利于降低人为操作的影响,减轻工人劳动的强度。

2普通金属切削机床数控化改造内容

普通金属切削机床的数控化改造内容主要包括三个方面。

1)对普通机床数控化改造的经济实用性评估。主要包括机床的结构、性能、功能、加工精度、基本部件、主要结构件、驱动系统和刀具系统等方面的比较分析。

从生产实际、可行性和现实可操作的角度出发,结合实际,开展调查研究,分析机床自身价格和数控化改造价格比较,分析改造所需资金投入的比例是否合理。

2)机床机械部件上的改装。主要包括机床导轨精度修复,根据精度要求合理选择滚珠丝杆或滑动丝杆。特别注意防止硬质颗粒状杂物进入滑动面损伤导轨。机床主轴箱传动部件改造,选择的齿轮传动应该较好满足数控机床的传动要求,确保传动精度达到要求。

另外还有机床进给系统机械传动部件改造以及车床刀具装夹机械改造等等。

3)机床电气控制系统上的改造。主要是基于PLC技术的控制系统改造。包括主轴驱动系统改造、伺服系统改造和刀架电动机控制线路系统改造等。

3普通金属切削机床数控化改造一般步骤

1)通过前期调查研究,明确数控化改造目标的任务。主要阐述机床数控化改造的原因,分析机床数控化改造后的功能,改造成本分析比较。

2)数控化改造总体方案设计。主要包括数控系统的类型遴选,机械部分总体改造思路、电气部分总体改造思路。

3)数控化改造设计计算。主要包括机械部件改造所需的设计计算依据和结果。选用部件的具体型号、绘制装配图。

4)数控化改造中的部件制造、安装。主要包括改造机床的制造、机械零部件的制造和安装。

5)数控化改造后功能调试和系统完善。主要包括动力传输系统、控制系统和进给系统的功能调试以及运行数据的完善。

4普通金属切削机床数控化改造的现实意义

1)资金压力小,节约成本。机床数控化改造与数控机床新购相比可节约60%左右的费用,对大型机床数控化改造及特殊设备更加明显。

2)资源利用率高,设备环境改造小。机床的数控化改造可利用现有的地基、厂房和线路。

3)性能稳定可靠。原机床在使用中,精度已达到要求,经过数控化改造后精度利于保证。

4)生产效率高。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比原机床高3—5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。

参考文献

[1]张雪琴.未来数控机床发展趋势与特点[J].科技与企业,2012(06).

[2]盛伯浩.数控机床发展趋势及对策[J].世界制造技术与装备市场,2004(03).

[3]国家发展改革委.关于推进再制造产业发展的意见[J].设备管理与维修,2010(07).

[4]机床制造产业网.国内机床数控化率低改造市场潜力大[EB].机床制造产业网,2012-10-26.

[5]吉云亮,张瑞东.国机械制造业的发展及其人才需求的思考[J].电力学报,2009(12).

[6]国务院办公厅.国务院关于促进企业技术改造的指导意见[EB].中央政府门户网站,2012-09-01.

谈提高数控机床切削效率的途径 篇6

当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示出很多的优点和强大的生命力,成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。

实践证明,当切削速度提高10倍,进给速度提高20倍,远远超越传统的切削“禁区”后,切削机理发生了根本的变化。其结果是:单位功率的金属切除率提高了30%～40%,切削力降低了30%,刀具的切削寿命提高了70%,大幅度降低了留在工件上的切削热,切削振动几乎消失;切削加工发生了本质性的飞跃。根据目前机床的情况来看,要充分发挥先进刀具的高速加工能力,需采用高速加工,增大单位时间材料被切除的体积（材料切除率Q)。在选择合理切削用量的同时,尽量选择密齿刀(在刀具每英寸直径上的刀齿数≥3),增加每齿进给量,提高生产率及刀具寿命。

2 选择性能好的刀具材料

目前国内外性能好的刀具材料主要有:金属陶瓷、硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石(PCD)和立方氮化硼(CBN)刀具等。它们各具特点,适应的工件材料和切削速度范围各不相同。CBN适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等,如加工高硬钢件（50～67HRC)和冷硬铸铁时主要选用陶瓷刀具和CBN刀具,其中加工硬度60～65HRC以下的工件可用陶瓷刀具,而65HRC以上的工件则用CBN刀具进行切削;PCD适用于切削不含铁的金属、合金、塑料和玻璃钢等,加工铝合金件时,主要采用PCD和金刚石膜涂层刀具;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具;硬质合金涂层刀具如涂层TiN、TiC、TiCN、TiAIN等)虽然硬度较高,适于加工的工件范围广,但其抗氧化温度一般不高,所以切削速度的提高也受到限制,一般可在400～500m/min范围内加工钢铁件,而Al2O3涂层的高温硬度高,在高速范围内加工时,其耐磨性较TiC、TiN涂层都好。

3 加快涂层技术的开发

刀具涂层技术自从问世以来,对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用,涂层刀具已经成为现代刀具的标志,在刀具中所占比例已超过50%。在21世纪初,涂层刀具的比例将进一步增加,有望在技术上突破CBN涂层技术,使CBN的优良性能在更多的刀具和切削加工中得到应用(包括精密复杂刀具和成形刀具,将全面提高加工黑色金属的切削水平。此外,纳米级超薄超多层和新型涂层材料的开发应用的速度将加快,涂层将成为改善刀具性能的主要途径。

4 选择高精度刀片

刀片精度低,跳动量太大,面铣刀加工的平面光洁度将降低,甚至出现沟状。高精度数控机床上刀片的跳动量应控制在2～5μm。随着数控机床的发展,相应出现刀片的表面改性涂层处理,很大程度上提高了刀片精度。与此同时,出现了各种新型可转位刀片结构,如用于车削的高效刮光刀片、形状复杂的带前角铣刀刀片、球头立铣刀刀片、防甩飞的高速铣刀刀片等。

5 提高加工表面质量

在保持相同的切削效率(即相同Q值)下,提高切削速度可改善切屑形成过程和增加切削阻尼,抑制颤振,相应地减少每个刀齿的进给量能降低切削表面轨迹形成的残留高度,改善表面粗糙度,从而有利于精密零件和模具的加工。

6 建立合理的刀)具储备

这里的刀具是指高切削效率刀具,而这些刀具的价格较高,相同直径的铣刀,好刀具的价格可能是普通刀具的几倍甚至十几倍。如果一个企业长期存放一大批好刀具,而这些刀具又可能长时间用不上,则造成资金积压。但如果平常一把刀具也不储备,或储备数量太少,很快就用完了,而新刀具一时又买不到,这样必然会影响数控加工的效率。

7 设计简易的磨刀夹具

机夹铣刀盘效率高,使用方便,深受操作者欢迎,但刀片消耗量大,使用成本高,而且多数情况下刀片的损坏是由于刃口磨损造成的,因此刀片的重磨再利用对工厂来说可获得较高经济效益。硬质合金刀片的硬度高,磨削效率低,采用单片磨削将达不到节约的目的,需设计出高效简单的夹具,实现一次装夹多个刀片。

8 加工方式的选择

加工方式可分为顺铣与逆铣两种。而加工中心的机械传动系统和结构本身就有较高的精度和刚度,相对运动面的摩擦系数小,传动部件的间隙小,运动惯量小,并有适当的阻尼比,因此可以采用顺铣的方式加工,以提高加工效率。

9 选择合理的加工路线

数控机床特别是4轴以上加工中心,一般是一次装夹、多方位加工,并且都有刀库,可自动更换刀具,一次加工成形。因此确定正确简洁的加工路线,是保证加工质量和提高效率的基础。编程时确定加工路线的原则主要有:应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求;应尽量缩短加工路线,减少刀具空程移动时间;应使数值计算简单,程序段数量少,以减少编程工作量。

1 0 工件装夹的选择

首先,应尽量采用组合夹具,由于通用夹具的柔性差、定位精度相对较低,当产品批量比较大、加工精度要求高时可以设计专用夹具。其次,在选择工装时应有利于刀具交换和在线测量,避免发生碰撞干涉。

1 1 加工中心的辅助设备要配套

在加工中心采用如刀具预调仪,自动测量装置,精密的检测仪等测量装置。采用自动测量装置时,操作员无须对零件的定位保证非常精准,也不需要操作员时刻移动和调节零件以配合加工程序的某些固定坐标系,可以减少装夹时间。

摘要：数控加工作为现代制造业先进生产力的代表,在机械、航空航天和模具等行业发挥着极为重要的作用。在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3～5μm提高到1～1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。而新一代高速数控机床特别j高速加工中心的开发应用与超高速切削紧密相关。

浅谈数控机床切削效率的提高 篇7

当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示出很多的优点和强大的生命力, 成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。

实践证明, 当切削速度提高10倍, 进给速度提高20倍, 远远超越传统的切削"禁区"后, 切削机理发生了根本的变化。其结果是:单位功率的金属切除率提高了30%~40%, 切削力降低了30%, 刀具的切削寿命提高了70%, 大幅度降低了留在工件上的切削热, 切削振动几乎消失;切削加工发生了本质性的飞跃。根据目前机床的情况来看, 要充分发挥先进刀具的高速加工能力, 需采用高速加工, 增大单位时间材料被切除的体积 (材料切除率Q) 。

在选择合理切削用量的同时, 尽量选择密齿刀 (在刀具每英寸直径上的刀齿数≥3) , 增加每齿进给量, 提高生产率及刀具寿命。有关试验研究表明:当线速度为165m/min, 每齿进给为0.04mm时, 进给速度为341m/min, 刀具寿命为30件。如果将切削速度提高到350m/min, 每齿进给为0.18mm, 进给速度则达到2785m/min, 是原来加工效率的817%, 而刀具寿命增加到了117件。

2 选择性能好的刀具材料

在数控机床切削加工中, 金属切削刀具的作用不亚于瓦特发明的蒸气机。制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性, 必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性, 良好的工艺性 (切削加工、锻造和热处理等) , 并不易变形。目前国内外性能好的刀具材料主要有:金属陶瓷、硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石 (PCD) 和立方氮化硼 (CBN) 刀具等。它们各具特点, 适应的工件材料和切削速度范围各不相同。CBN适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等, 如加工高硬钢件 (50~67HRC) 和冷硬铸铁时主要选用陶瓷刀具和CBN刀具, 其中加工硬度60~65HRC以下的工件可用陶瓷刀具, 而65HRC以上的工件则用CBN刀具进行切削;PCD适用于切削不含铁的金属, 及合金、塑料和玻璃钢等, 加工铝合金件时, 主要采用PCD和金刚石膜涂层刀具;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具;硬质合金涂层刀具 (如涂层Ti N、Ti C、Ti CN、Ti AIN等) 虽然硬度较高, 适于加工的工件范围广, 但其抗氧化温度一般不高, 所以切削速度的提高也受到限制, 一般可在400~500m/min范围内加工钢铁件, 而Al2O3涂层的高温硬度高, 在高速范围内加工时, 其耐磨性较Ti C、Ti N涂层都好。

3 加快涂层技术的开发

刀具涂层技术自从问世以来, 对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用, 涂层刀具已经成为现代刀具的标志, 在刀具中所占比例已超过50%。在21世纪初, 涂层刀具的比例将进一步增加, 有望在技术上突破CBN涂层技术, 使CBN的优良性能在更多的刀具和切削加工中得到应用 (包括精密复杂刀具和成形刀具) , 将全面提高加工黑色金属的切削水平。此外, 纳米级超薄超多层和新型涂层材料的开发应用的速度将加快, 涂层将成为改善刀具性能的主要途径。

4 选择高精度刀片

刀片精度低, 跳动量太大, 面铣刀加工的平面光洁度将降低, 甚至出现沟状。高精度数控机床上刀片的跳动量应控制在2~5μm。随着数控机床的发展, 相应出现刀片的表面改性涂层处理, 很大程度上提高了刀片精度。与此同时, 出现了各种新型可转位刀片结构, 如用于车削的高效刮光刀片、形状复杂的带前角铣刀刀片、球头立铣刀刀片、防甩飞的高速铣刀刀片等。可转位刀片进入了材料、涂层、槽型综合开发的新阶段, 可根据加工材料和加工工序合理组合材料、涂层、槽型的功能, 开发出具有最佳加工效果的刀片, 以满足高速、高寿命切削加工生产技术的不同要求。

5 提高加工表面质量

在保持相同的切削效率 (即相同Q值) 下, 提高切削速度可改善切屑形成过程和增加切削阻尼, 抑制颤振, 相应地减少每个刀齿的进给量能降低切削表面轨迹形成的残留高度, 改善表面粗糙度, 从而有利于精密零件和模具的加工。

6 建立合理的刀具储备

这里的刀具是指高切削效率刀具, 而这些刀具的价格较高, 相同直径的铣刀, 好刀具的价格可能是普通刀具的几倍甚至十几倍。如果一个企业长期存放一大批好刀具, 而这些刀具又可能长时间用不上, 则造成资金积压。但如果平常一把刀具也不储备, 或储备数量太少, 很快就用完了, 而新刀具一时又买不到, 这样必然会影响数控加工的效率。绝大多数企业的加工中心的刀库均可容纳40把刀具以上, 并有60、90、120等不同刀数的刀库可供选择。刀具之间交换时间越来越短, 德国STEINEL公司的BZ-26, 日本MAKINO公司的MCC86, 美国CINCINNATI公司的MAXIM500型加工中心的换刀时间只需3~4s。

7 设计简易的磨刀夹具

机夹铣刀盘效率高, 使用方便, 深受操作者欢迎, 但刀片消耗量大, 使用成本高, 而且多数情况下刀片的损坏是由于刃口磨损造成的, 因此刀片的重磨再利用对工厂来说可获得较高经济效益。硬质合金刀片的硬度高, 磨削效率低, 采用单片磨削将达不到节约的目的, 需设计出高效简单的夹具, 实现一次装夹多个刀片。

8 加工方式的选择

加工方式可分为顺铣与逆铣两种。而加工中心的机械传动系统和结构本身就有较高的精度和刚度, 相对运动面的摩擦系数小, 传动部件的间隙小, 运动惯量小, 并有适当的阻尼比, 因此可以采用顺铣的方式加工, 以提高加工效率。此外, 根据加工经验, 顺铣比逆铣时刀具寿命要提高1倍多, 采用不对称的立铣方法, 刀具寿命可提高2~3倍。

9 选择合理的加工路线

数控机床特别是4轴以上加工中心, 一般是一次装夹、多方位加工, 并且都有刀库, 可自动更换刀具, 一次加工成形。因此确定正确简洁的加工路线, 是保证加工质量和提高效率的基础。编程时确定加工路线的原则主要有:应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求;应尽量缩短加工路线, 减少刀具空程移动时间;应使数值计算简单, 程序段数量少, 以减少编程工作量。如对于位置精度和尺寸公差要求高的孔加工来说, 孔直径小于18~20mm的加工工艺路线为:钻中心孔-钻孔-扩孔-铰孔, 而对于孔直径大于18~20mm的加工工艺路线则为钻孔-扩孔-粗镗孔-精镗孔。

1 0 工件装夹的选择

数控加工时由于工序集中的原因, 在对零件进行定位、夹紧设计以及夹具的选用和设计等问题上要全面考虑。首先, 应尽量采用组合夹具, 由于通用夹具的柔性差、定位精度相对较低, 当产品批量比较大、加工精度要求高时可以设计专用夹具。其次, 在选择工装时应有利于刀具交换和在线测量, 避免发生碰撞干涉。

1 1 加工中心的辅助设备要配套

铝水抬包清理机床刀具切削运动分析 篇8

现有铝水抬包清理机床的加工方式有两种:①抬包固定不动, 采用一把大十字刀绕中心轴回转, 且作轴向进给完成切削;②小盘状铣刀作切削旋转运动及径向移动, 包体作回转运动。前者消耗功率大, 刀体受力不均匀, 易打刀;后者清理效率不高, 且运动和结构复杂。开发一种机构简单、运行可靠、操作简便的抬包清理设备, 对铝厂实现清理抬包机械化、减轻工人劳动强度、提高生产效率具有现实意义[1,2,3]。

1刀盘个数的确定

铝水抬包清理机床采用3个刀盘作行星运动, 既可解决两刀盘对称布置的漏切问题, 又可解决非对称布置的受力不均匀问题。在刀盘的具体布置中采用双大刀盘轴对称布置, 进行抬包侧壁铣削;在旋转中心偏心布置一把小刀盘用于切削抬包底部及心部位置的铝渣。刀盘的布置见图1。

2铣刀盘倾角的研究

2.1 铣刀盘要倾斜的原因

当刀盘切削到包体底部时, 整个刀盘平面与被加工表面平行。加工中, 在刀盘旋转切削的同时包体底部向前作进给运动, 这样便产生刀盘底部与包体底部整体接触, 切削效果不佳, 也使刀盘表面与包体底部产生挤压现象。故刀盘与被加工表面之间需要倾斜一个小角度, 这样有利于消除干涉现象。

切削系统在回转端面上布置了3个铣刀盘, 其中的2个大铣刀盘对称布置, 倾角相同, 而小铣刀盘偏心布置, 倾角独立。在切削包体底部时, 应保证3个刀盘能够同时进行切削。在切削系统中建立整体坐标系, 在3个刀盘上建立局部坐标系, 见图2。

图2中, 坐标系Oxyz是机床回转中心所在的坐标系;O′x′y′z′是大刀盘1所在的坐标系, 它是xz平面沿y轴正方向移动距离L1, 且绕y轴顺时针旋转角θ后得到的坐标系;O″x″y″z″是大刀盘2所在的坐标系, 它是xz平面沿y轴负方向移动距离L3, 且绕y轴逆时针旋转角θ后得到的坐标系;坐标系Oxyz与小刀盘固联, 它是Oxyz坐标系中的yz平面沿x轴正方向移动距离L2, 且绕x轴顺时针旋转角θ后得到的坐标系。L1、L2、L3分别为3个刀盘中心到机床回转中心的距离。应用矩阵及坐标变换方法, 可以求得上述各坐标系之间的变换关系。

2.2 被加工表面螺旋升角Ψ的确定

在包体的清理过程中, 刀盘作行星运动对其进行切削, 刀盘进给方式与传统的直线运动进给不同, 为旋转进给, 其切削曲线呈螺旋状, 刀具行走轨迹见图3。

由图3中可以看出, 本设计采取的是螺旋式连续进给。切削过程中, 在工件进给速度一定的条件下, 回转结构体的公转速度范围选定在1 r/min～10 r/min之间, 螺旋切削面与垂直于被加工表面的轴线之间的夹角称为螺旋升角[4], 用Ψ来表示。在铝包的不同直径处, 螺旋升角是不同的, 其表达式为:

undefined。 (1)

其中:s为回转结构体公转一周每个刀盘的进给量;d为刀盘上各点到回转中心的垂直距离。

图4为螺旋升角展开示意图, 螺旋升角的最大处应为图4中C点所在的位置。将最大螺旋升角C处的d值代入式 (1) 得:

undefined。

根据设计要求及刀具实际工作情况, 确定刀盘切底时, 工件的进给速度最大为vimax=20 mm/min。由于在同一平面内有2个刀盘参与切削, 对于一个刀盘来说, 公转一圈时的工件进给量相当于整个工件进给量的undefined。当回转结构体的旋转速度为1 r/min时, s=10 mm, 螺旋升角Ψ值最大, undefined。

2.3 刀盘表面与回转结构体端面夹角θ的确定

刀盘表面与回转结构体端面之间要有一定的倾斜, 才能保证切削工作的顺利进行。刀盘前端到结构体前端面的距离及刀盘偏转后产生的偏心如图5所示。其偏心距离e与刀盘表面到回转结构体之间距离l的关系为:

undefined。 (2)

由于3个刀盘偏转角度θ相同, 所以其偏心距离e1=e2=e3=l×tanθ。本文中l=200 mm, 当θ取不同角度时, 对应的偏心值之间的关系见表1。

综上可知, 包体被加工表面螺旋升角J不大于0.3o, 所以刀盘倾斜不小于0.3o的小角度, 即可满足切削过程当中刀盘表面与被加工面之间不干涉的要求。但是考虑到加工、装配和制造过程中产生的加工误差、变形等因素的影响, θ值又不宜选的过小。从表1可以看出随着θ值的增大, 刀盘中心投影到回转结构体端面上的偏心距离就越大, 影响底面的切削质量, θ过大, 会出现抬包侧壁的铝渣还没有清完, 包底的铝渣已经铣完甚至破坏保温层的情况。综合上述各因素, 最后决定刀盘选取5o的倾斜角。

3结论

考虑到包体需要清理的部位既有包壁, 又有包底, 因而采用的金属切削方法要求在切削时能够包络到包壁和包底两部分。采用了3把带一定倾角的盘状铣刀作为切削刀具, 铣刀盘作行星运动, 既有自转, 又有公转。2个大铣刀盘对称布置在圆周上, 可用来切削包壁和大部分包底, 小铣刀盘偏心布置在旋转中心处, 用于切削抬包底部中心部位的铝渣的清理。

本方案设计具有以下特点:①采用3把铣刀盘, 可解决2刀盘对称布置的漏切问题, 又可解决非对称布置的受力不均匀问题;②3把铣刀盘采用空间立体布置的形式, 2把大铣刀盘圆周对称布置, 绕铣床旋转中心作行星运动, 既有自转, 又有公转;③铣刀盘倾斜一定角度, 防止了刀盘底部与包体底部整体接触, 避免了刀盘表面与包体底部产生挤压现象, 这样有利于消除干涉现象。

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[2]章伯垠.浅析我国铝工业发展的若干问题[J].轻金属, 1995 (4) :4-7.

[3]王匀, 刘全坤.铝型材整体壁板挤压的进展和应力分析及举措[J].黑龙江科技学院学报, 2002, 15 (1) :36-38.

[4]赵云路, 刘静安, 陈卫民.圆挤压筒改装成扁挤压筒的试验研究[J].轻合金加工技术, 2001, 29 (6) :24-26.