(4.3.3)--4.3高速切削加工实例（下）.ppt

专题四专题四 高速切削加工技术高速切削加工技术4.1高速切削加工技术基础高速切削加工技术基础4.2高速切削机床高速切削机床4.3高速切削加工实例高速切削加工实例 4.3高速切削应用实例高速切削应用实例 纯纯镁镁中中加加入入铝铝、锌锌、锰锰等等元元素素就就成成为为镁镁合合金金。镁镁合合金金的的强强度度比比铝铝合合金金低低，但但由由于于密度小，因此比强度却比铝合金高，使用它能达到减重的目的。密度小，因此比强度却比铝合金高，使用它能达到减重的目的。应用产业应用产业应用产品应用产品航空航空航空用通信器和雷达机壳、飞机起落架轮壳航空用通信器和雷达机壳、飞机起落架轮壳汽车零件汽车零件车座支架、仪表板及托拖架、电动窗马达壳体、升降器及轮车座支架、仪表板及托拖架、电动窗马达壳体、升降器及轮轴电枢、油门踏板、音响壳体、后视镜架轴电枢、油门踏板、音响壳体、后视镜架自行车零件自行车零件避震器零件、车架、曲柄、三避震器零件、车架、曲柄、三/五通零件、轮圈、刹车手把五通零件、轮圈、刹车手把电子通讯电子通讯笔记本电脑外壳、笔记本电脑外壳、MDMD外壳、移动电话外壳、投影机外壳外壳、移动电话外壳、投影机外壳运动用品运动用品网球拍、滑雪板固定器、球棒、射箭射弓的中断段与把手网球拍、滑雪板固定器、球棒、射箭射弓的中断段与把手器材工具器材工具手提电动锯机壳、鱼杆自动收线闸、控制阀、相机机壳、摄手提电动锯机壳、鱼杆自动收线闸、控制阀、相机机壳、摄录机机壳、放映机机壳录机机壳、放映机机壳高速切削加工镁合金高速切削加工镁合金 加加工工镁镁合合金金可可进进行行高高速速、大大切切削削量量切切削削，这这在在一一定定程程度度上上抵抵消消了了镁镁合合金金价价格格较较高高的的弱弱点点。原原则则上上任任何何刀刀具具材材料料，包包括括普普通通碳碳素素钢钢都都可可以以用用于于加加工工镁镁合合金金，大大批批量量切切削削加加工工时时，一一般般选选用用硬硬质质合合金金刀刀具具，金金刚刚石石刀刀具具主主要要用用在在表面质量要求较严的情况，车削镁合金一般也选用金刚石刀具。表面质量要求较严的情况，车削镁合金一般也选用金刚石刀具。高速切削加工镁合金高速切削加工镁合金聚晶金刚石刀具聚晶金刚石刀具 但但镁镁合合金金燃燃点点低低(650(650C)C)，在在加加工工中中必必须须用用矿矿物物油油进进行行强强力力冷冷却却，并并把把镁镁的的切切屑屑迅迅速速从从加加工工区区运运走走。另另外外，高高速速切切削削时时，镁镁合合金金有有粘粘结结刀刀具具表表面面形形成成积积屑屑瘤瘤的的倾倾向向，影影响响已已加加工工表表面面粗粗糙糙度度。由由此此可可见见，镁镁合合金金的的切切削削速速度度主要受限于积屑瘤和工件材料本身的易燃性。主要受限于积屑瘤和工件材料本身的易燃性。镁镁合合金金的的加加工工需需防防止止冲冲水水排排屑屑，因因为为遇遇水水的的镁镁合合金金粉粉末末容容易易产产生生氢氢气气，所所以以加加工工时时可可使使用用矿矿物物油油（严严禁禁使使用用酸酸性性类类的的切切削削液液），另另外外清清除除镁镁屑屑时时，需注意喷气嘴是否有水。需注意喷气嘴是否有水。高速切削加工镁合金高速切削加工镁合金 立立方方氮氮化化硼硼（PCBNPCBN）、陶陶瓷瓷刀刀具具、涂涂层层刀刀具具、TiC(N)TiC(N)基基陶陶瓷瓷刀刀具具等等是是高高速速切切削削加加工工钢钢、合合金金钢钢和和淬淬硬硬钢钢等等常常用用的的刀刀具具，其其中中PCBNPCBN主主要要适适合合于于加加工工淬淬硬硬钢钢件件（HRC45HRC45以以上上）；氧氧化化铝铝基基陶陶瓷瓷刀刀具具适适于于加工碳钢、高强度钢、高锰钢、高速钢和调质钢等。加工碳钢、高强度钢、高锰钢、高速钢和调质钢等。根根据据工工件件材材料料的的成成份份和和机机械械性性能能，其其切切削削速速度度范范围围不不同同：加加工工未未淬硬钢件，一般可在淬硬钢件，一般可在300300 800 800 m/minm/min速度范围进行高速切削加工。速度范围进行高速切削加工。钢的高速切削钢的高速切削 技术数据技术数据:尺寸尺寸:50 x 50 x 30 mm粗铣粗铣:24000 rpm，7500 mm/min精铣精铣:35000 rpm，7000 mm/min加工时间加工时间:39 min表面粗糙度达表面粗糙度达 Ra 0.4mm不再需要钳工工序，缩短加工时间不再需要钳工工序，缩短加工时间生产旋钮开关用的模具生产旋钮开关用的模具钢的高速切削实例钢的高速切削实例 卡车外壳模具卡车外壳模具加工参数：加工参数：粗加工刀具：直径粗加工刀具：直径1英寸的球头铣刀英寸的球头铣刀 精加工刀具：直径精加工刀具：直径1/32英寸的球头铣刀英寸的球头铣刀 机床主轴转速机床主轴转速9000rpm 进给速度进给速度200ipm 达到表面粗糙度达到表面粗糙度1m 粗加工后不再用手工修整，只用油石抛光。粗加工后不再用手工修整，只用油石抛光。手工操作减少了手工操作减少了40%。钢的高速切削实例钢的高速切削实例 技术数据技术数据:尺寸尺寸:250 x 200 x 80mm材料在未淬硬条件下的预加工材料在未淬硬条件下的预加工普通方法的总加工工时普通方法的总加工工时-淬火淬火-加工电极：加工电极：55 h-电火花加工电火花加工-抛光抛光高速切削方法的总加工工时高速切削方法的总加工工时:14.5 h减少加工工时：减少加工工时：75%生产插头座用的硬度为生产插头座用的硬度为HRC 54的压铸模的压铸模 钢的高速切削实例钢的高速切削实例 加工参数：加工参数：工件硬度：工件硬度：HRC52 刀具直径和材料：刀具直径和材料：10mm和和4mm直径直径TiALN铣刀铣刀 机床主轴转速：机床主轴转速：15000rpm 加工时间：加工时间：22min 粗、精铣一次完成。比起传统的电加工工艺，加粗、精铣一次完成。比起传统的电加工工艺，加工时间大大缩短。工时间大大缩短。美国肯纳金属公司高速铣削加工扳手模具美国肯纳金属公司高速铣削加工扳手模具钢的高速切削实例钢的高速切削实例 机床机床:SMM-2500 25000 rpm工件材料工件材料:淬硬钢淬硬钢 NAK55(HRC 40)尺寸尺寸:150 150 40 mm刀具刀具:R2 mm 硬质合金立铣刀硬质合金立铣刀 R0.5 mm 硬质合金立铣刀硬质合金立铣刀加工时间加工时间:粗加工粗加工 1 hour 38 minutes 精加工精加工 2 hour 06 minutes CPU 风风 扇扇切削条件切削条件钢的高速切削实例钢的高速切削实例 钛钛合合金金比比强强度度（强强度度/密密度度）远远大大于于其其他他金金属属结结构构材材料料，热热强强度度高高，低低温温性性能能号号，因因此此使使用用温温度度范范围围宽宽，抗抗腐腐蚀蚀性性能能强强。这这些些突突出出优优点点钛钛合合金金被被广广泛泛应应用用在在航航空空、航航天天、海海洋洋（包包括括快快艇艇、潜潜水水艇艇、浮浮台台、海洋石油开采等）、陆军武器装备、汽车、化工、体育等领域。海洋石油开采等）、陆军武器装备、汽车、化工、体育等领域。钛钛合合金金化化学学活活性性大大，导导热热系系数数小小，弹弹性性模模量量小小，因因此此钛钛合合金金刚刚性性差差，加加工工时时易易变变形形，加加工工表表面面的的回回弹弹量量大大，造造成成切切削削时时变变形形系系数数小小，切切削削温温度度高高，单单位位面面积积上上的的切切削削力力大大，冷冷硬硬现现象象严严重重，刀刀具具后后刀刀面面的的剧烈摩擦、黏附、黏结磨损。剧烈摩擦、黏附、黏结磨损。钛合金钛合金 切切削削钛钛合合金金必必须须选选用用红红硬硬性性好好、抗抗弯弯强强度度高高、导导热热性性能能好好、抗抗粘粘结结、抗抗扩散、抗氧化性能好的刀具材料。扩散、抗氧化性能好的刀具材料。加加工工钛钛合合金金可可选选用用不不含含或或少少含含TiCTiC的的硬硬质质合合金金刀刀具具，大大量量试试验验证证明明，选选用用YGYG（K K）类类硬硬质质合合金金加加工工钛钛合合金金效效果果最最好好，YTYT（P P）类类硬硬质质合合金金加加工工钛钛合合金金时时磨磨损损严严重重，效效果果不不好好。普普通通涂涂层层刀刀具具加加工工钛钛合合金金时时磨磨损损也也较较为为严严重重，但但有有报报道道称称利利用用物物理理气气相相沉沉淀淀（PVDPVD）技技术术，采采用用精精细细TiNTiN涂涂层层的的刀刀具高速立铣钛合金具高速立铣钛合金IMI 318IMI 318时，刀具性能远远好于普通硬质合金立铣刀。时，刀具性能远远好于普通硬质合金立铣刀。钛合金的高速切削钛合金的高速切削 切切削削钛钛合合金金必必须须选选用用红红硬硬性性好好、抗抗弯弯强强度度高高、导导热热性性能能好好、抗抗粘粘结结、抗抗扩散、抗氧化性能好的刀具材料。扩散、抗氧化性能好的刀具材料。虽虽然然陶陶瓷瓷刀刀具具材材料料被被广广泛泛用用来来加加工工各各种种难难加加工工材材料料，特特别别是是高高温温合合金金材材料料如如镍镍基基合合金金，但但由由于于其其导导热热性性差差、断断裂裂韧韧性性较较小小和和对对钛钛的的化化学学活活性性，陶瓷刀具很少被用来加工钛合金。陶瓷刀具很少被用来加工钛合金。聚聚晶晶金金刚刚石石（PCDPCD）刀刀具具已已被被用用来来高高速速加加工工钛钛合合金金，切切削削速速度度180180 220220m/minm/min，进进给给速速度度0.050.05m/minm/min，切切削削深深度度0.50.5mmmm，效效果果较较好好。用用天天然然金金刚刚石石、采采用用乳乳化化液液冷冷却却时时，切切削削速速度度可可达达200200m/minm/min以以上上，但但成成本太高，其应用受到限制。本太高，其应用受到限制。钛合金的高速切削钛合金的高速切削 本节内容：4.3高速切削加工实例 下节内容：专题五 纳米科技 期 待 大 家 的 积 极 参 与！