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先进切削加工技术成为增效降本主要途径


        数控切削加工作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,近年来也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术,也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此,在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。金属切削机床作为数控机床必不可少的配套工艺装备,在数控加工技术的带动下,进入了“数控刀具”的发展阶段,并显示出高效率、高精度、高可靠性和专用化的“三高一专”新特点。模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉分析认为,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。

    硬切削是高速切削技术的一个应用领域,即用单刃或多刃刀具加工淬硬零件,它比传统的磨削加工有效率高、柔性好、工艺简单、投资少等优点,已在一些应用领域产生较好的效果。在汽车业,用cbn刀具加工20crmo5淬硬齿轮(60hrc)内孔,代替磨削,表面粗糙度可达0.22μm,已成为国内外汽车行业推广的新工艺。

    当前发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉认为,当代的高速切削不是切削速度的局部提高,是需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上,包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步,才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高,才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。把当前的高速切削水平实用化,使我国机加工整体切削效率提高1~2倍,缩小与工业发达国家的差距,是我国从事切削加工与刀具技术的专业人员在新世纪的努力目标和面临的重大挑战。

    在美国、德国和日本等工业发达国家,其模具工业近年来正在进行一场大规模的技术革命,这就是逐步用高速切削机床替代电加工设备,对模具型腔进行高效精密加工。这些机床主要包括各种高速数控铣床、加工中心等。

    目前在模具加工制造过程中,主要以普通机加工和电火花机床加工为主。普通机床加工模具型腔一般都是在热处理前进行粗加工、半精加工和精加工,然后磨削,打磨抛光,费时又费力。电火花加工是在退火后进行切削加工,然后进行热处理、电火花加工,最后经过打磨、抛光。

    随着消费类产品更新换代速度的加快,对模具的生产效率和制造品质提出了越来越高的要求,电火花加工模具的生产效率低下和品质不稳定的缺点逐渐暴露出来。罗百辉表示,模具企业要缩短制造周期并降低成本,必须广泛采用先进切削加工技术,而代表先进制造技术的高速切削技术的出现,满足了现代模具加工的要求与特点。

    高速切削技术用于加工模具的优势主要体现在:

    (1)大大提高了加工效率,不仅机床转速高、进给快,而且粗精加工可以一次完成,极大地提高了生产效率,再结合数控技术,模具的制造周期可缩短约40%。

    (2)高速切削加工模具既不需要做电极,也不需要后续研磨与抛光,还容易实现加工过程自动化,提高了模具的开发速度。

    (3)采用高速切削技术可加工淬硬钢,而且可得到很高的表面质量,表面粗糙度低于Ra0.6μm,取得以铣代磨的加工效果,不仅节省了大量的时间,还提高了加工表面质量。



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