(4.3.2)--4.3高速切削加工实例（上）.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 高速切削加工主要是高速切削加工主要是车削和铣削车削和铣削，进一步扩大，进一步扩大，从从车削、铣削到车削、铣削到镗削、钻削、拉削、铰削、攻丝、磨削镗削、钻削、拉削、铰削、攻丝、磨削等。等。高速切削加工技术高速切削加工技术 模具，包括冲压模具、注塑模具等；模具，包括冲压模具、注塑模具等；航空零件；航空零件；通用机械；通用机械；石墨电极；石墨电极；样件快速成形样件快速成形;汽车制造业。汽车制造业。高速切削加工技术应用领域高速切削加工技术应用领域 工件材料包括铝合金、钢、铸铁、铅、铜及铜合金等，正进一工件材料包括铝合金、钢、铸铁、铅、铜及铜合金等，正进一步拓宽到模具钢、钛合金、不锈钢、镍基合金、纤维增强的合成树步拓宽到模具钢、钛合金、不锈钢、镍基合金、纤维增强的合成树脂等难加工材料。脂等难加工材料。高速切削加工工件材料高速切削加工工件材料高速切削加工工艺高速切削加工工艺 高速切削不同工件材料时，其所用的切削刀具、工艺方法、切高速切削不同工件材料时，其所用的切削刀具、工艺方法、切削参数、刀具路径均有很大不同，而且和普通切削加工也有很大的削参数、刀具路径均有很大不同，而且和普通切削加工也有很大的不同，掌握正确的高速切削工艺方法，是高速切削应用技术中的一不同，掌握正确的高速切削工艺方法，是高速切削应用技术中的一个重要环节个重要环节。铝铝及及其其合合金金是是现现代代工工业业中中用用途途最最广广泛泛的的轻轻金金属属材材料料，广广泛应用于泛应用于飞机、仪表、发动机、机械制造飞机、仪表、发动机、机械制造等部门。等部门。纯纯铝铝的的机机械械强强度度不不高高，不不宜宜做做受受力力结结构构零零件件，在在铝铝中中加加入合金元素硅、铜、锰、镁等后形成铝合金，提高了强度。入合金元素硅、铜、锰、镁等后形成铝合金，提高了强度。铝铝合合金金强强度度和和硬硬度度相相对对较较低低，且且导导热热系系数数高高，切切削削温温度度有有限限，化化学学磨磨损损很很小小，宜宜进进行行高高速速切切削削。但但铝铝合合金金中中的的硬硬质质相（如相（如SiSi）的磨粒磨损也会造成刀具损坏。的磨粒磨损也会造成刀具损坏。铝及其合金的高速切削加工铝及其合金的高速切削加工 聚聚晶晶金金刚刚石石（PCDPCD）是是将将精精选选的的金金刚刚石石晶晶粒粒置置于于高高温温和和高高压压下下进进行行烧烧结结而而成成的的，在在烧烧结结后后再再加加一一层层金金属属，是是高高速速加加工工有有色色金金属属和和非非金金属属材材料料比比较较理理想的刀具材料。想的刀具材料。复复杂杂型型面面铝铝合合金金的的高高速速切切削削加加工工，也也可可用用整整体体超超细细晶晶粒粒硬硬质质合合金金和和粉粉末末高速钢及其涂层刀具高速钢及其涂层刀具。为避免由于铝与陶瓷的化学亲和力而产生粘结，一般为避免由于铝与陶瓷的化学亲和力而产生粘结，一般不宜采用陶瓷刀具不宜采用陶瓷刀具。选选择择切切削削用用量量时时，还还应应先先说说明明铝铝合合金金的的含含硅硅量量，随随含含硅硅量量的的增增加加，所所选选择的切削速度降低。择的切削速度降低。铝及其合金的高速切削加工铝及其合金的高速切削加工 聚晶金刚石聚晶金刚石刀片高速切削加工铝合金时不但能获得刀片高速切削加工铝合金时不但能获得良好的加工质量，良好的加工质量，而且刀具寿命长而且刀具寿命长。加工实例加工实例零件：高硅铝合金，汽车发动机汽缸盖零件：高硅铝合金，汽车发动机汽缸盖尺寸：尺寸：450450mmmm200mm200mm粗糙度要求：粗糙度要求：Ra1.6mmRa1.6mm平面度要求：平面度要求：0.050.05mmmm刀具：面铣刀，刀具直径刀具：面铣刀，刀具直径254mm254mm，2424齿加齿加1 1片修光刃；片修光刃；切削条件：切削速度切削条件：切削速度13561356m/minm/min，工作台进给速度工作台进给速度36703670mm/minmm/min，刀具进给量为刀具进给量为2.162.16mm/rmm/r，切削深度切削深度1.61.6mmmm，水溶性切削液水溶性切削液刀具寿命：刀具正常磨损时加工零件数量达到刀具寿命：刀具正常磨损时加工零件数量达到4800048000件件。聚晶金刚石刀具不但应用在高速铣削铝合金中，还应用在高速车、镗、钻聚晶金刚石刀具不但应用在高速铣削铝合金中，还应用在高速车、镗、钻等加工方式中。等加工方式中。铝及其合金的高速切削加工铝及其合金的高速切削加工 飞飞机机机机体体材材料料的的6070%6070%为为铝铝合合金金，而而且且绝绝大大多多数数坯坯料料的的去去除除需需要要切切削削加加工工，零零件件通通常常都都采采用用“整整体体制制造造法法”制制造造，即即在在整整块块毛毛坯坯上上切切除除大大量量材材料料后后，形形成成高高精精度度的的铝铝合合金金复复杂杂构构件件，其其切切削削工工时时占占整整个个零零件件制制造总工时的比例很大。造总工时的比例很大。铝及其合金的高速切削加工铝及其合金的高速切削加工 对对这这样样大大型型、壁壁薄薄、加加强强肋肋复复杂杂的的铝铝合合金金零零件件进进行行高高精精度度、高高效效率率加加工工是是切切削削加加工工技技术术中中的的一一个个难难题题。采采用用高高速速切切削削加加工工，可可大大幅幅度度提提高高生生产产效效率率，切切削削效效率率为为传传统统切切削削的的2.52.82.52.8倍倍，并并可可节节省省经经费费，降降低低制制造成本，这是飞机制造业开发和应用高速切削技术的主要原因。造成本，这是飞机制造业开发和应用高速切削技术的主要原因。铝铝合合金金的的切切削削速速度度有有时时高高达达75007500m/minm/min，还还可可以以更更高高，但但受受到到目目前前机机床主轴所能达到的最高转速和功率的制约。床主轴所能达到的最高转速和功率的制约。铝及其合金的高速切削加工铝及其合金的高速切削加工 壁厚：壁厚：0.330 mm 底厚：底厚：0.381 mm 外形：外形：2388 x 2235 x 82.6 mm3毛坯质量：毛坯质量：1818 kg 加工后：加工后：14.5 kg高速切削加工铝合金实例高速切削加工铝合金实例 高速切削加工铝合金实例高速切削加工铝合金实例壁厚：壁厚：0.305 mm 底厚：底厚：0.381 mm外形：外形：2362 x 2210 x 82.6 mm3毛坯毛坯质量：量：1818 kg 加工后：加工后：16 kg 壁厚：壁厚：0.381 mm 底厚：底厚：0.508 mm 外形：外形：2438 x 2431 x120 mm3毛坯毛坯质量：量：2272 kg 加工后：加工后：36.4 kg高速切削加工铝合金实例高速切削加工铝合金实例 壁厚：壁厚：0.305 mm 底厚：底厚：0.381 mm 外形：外形：1397 x3708 x63.5 mm3毛坯毛坯质量：量：2000 kg 加工后：加工后：22.7 kg高速切削加工铝合金实例高速切削加工铝合金实例 铝制磁通补偿器铝制磁通补偿器加工技术数据加工技术数据:粗铣粗铣:8 min，精铣精铣:11 min，铣方孔铣方孔:3 min，刚性攻丝刚性攻丝:1 min总加工时间总加工时间:23 min总费用总费用:约约 60美元美元采用铸模法的预算：采用铸模法的预算：铸模费用铸模费用:5000 美元美元 铸造费用铸造费用:20 美元美元加工费用加工费用:10 若按照若按照100件计算，铸造的费用是：件计算，铸造的费用是：5000+20100+10100=8000美元美元而高速铣削的费用只要而高速铣削的费用只要6000美元。显然，在批量比美元。显然，在批量比较大时，铸造比较经济；而生产批量小时，高速铣较大时，铸造比较经济；而生产批量小时，高速铣削就要经济得多。削就要经济得多。高速切削加工铝合金实例高速切削加工铝合金实例 本节内容：4.3高速切削加工实例（上）下节内容：4.3高速切削加工实例（下）期 待 大 家 的 积 极 参 与！