金属制造加工与其盲目拔高不如追求加工系统平衡
2018-05-25
海智在线
3388

金属制造加工品被广泛应用在科学、工业、艺术品、手工艺等不同的领域。

金属制造加工有着以下特点:

1)对铸件形状和尺寸的适应性强。它可以生产各种形状、各种尺寸的毛坯,特别适宜制造具有复杂内腔的零件。

2)对材料的适应性强。可适应大多数金属材料的成形,对不宜锻压和焊接的材料,铸造具有独特的优点。

3)铸件成本低。这是由于铸造原材料来源丰富,铸件的形状接近于零件,可减少切削加工量,从而降低铸造成本。

值得提的是,在金属切削加工中,刚性是一个非常重要的属性,无论对于工件、刀具还是机床,刚性不足都会带来严重的后果,极大地影响加工质量。如果是工件的刚性不足,会导致其变形;如果是刀具的刚性不足,会发生崩刃;如果是机床的刚性不足,则会引起振动。因此,刚性问题必须引起足够的重视。


金属制造加工系统刚性的平衡原则

在整个金属切削加工系统中,工件、夹具和机床的刚性可以算作一个整体来考虑,而刀具的刚性则是前者的对立面。双方既对立,又需要维持一个平衡,这样系统才可以达到稳定。因此,只单纯增加一方的刚性,另外一方就会处于弱势地位,这样系统的平衡就会被打破,加工质量难以得到保证。因此,提高或减少刚度,一定不能单纯只考虑一方,一定要兼顾工件、夹具、机床及刀具所有的部件。

金属制造加工工件夹具机床刚性差怎么办

 如果工件、夹具和机床的刚性达不到要求,就会出现工件变形、振动,并产生振纹。在不更换设备和夹具的前提之下,应该怎样减少以上状况的发生呢?如果工件、夹具和机床的刚性不能提高,那么必须降低刀具的刚性以维持加工系统的平衡。我们可以通过调整刀具及切削参数来实现这个目的。

金属制造加工中能够采取的措施包括:

1尽可能缩短刀具的悬伸量;

2尽可能使用大直径刀具,如果刀具的长度/直径比超过一定的限度,那么要考虑

3使用硬质合金等材料的防震刀杆;

4尽可能使用正前角刀片和疏齿刀具,并且减小刀尖半径;

5改变刀具的主偏角,并调整切削速度、切深和进给率;

6使刀片的槽型保持锋利。

以上方法在使用小型机床加工大型工件、采用简易夹具装夹以及加工薄壁件、深孔件和细长轴的时候效果非常显著。


刀具刚性差怎么办

 介绍完了彼此对立而又平衡的一方,我们来看看另外一方——刀具。刀具刚性差有两种表现形式,一是崩刃,二是振刀。发生这两种状况时,所使用的对策是相似的。在不能更换设备和夹具的前提之下,我们可以通过对刀具及切削参数进行调整,来使系统重新达到平衡。但与工件夹具机床刚性差时对刀具及切削参数的调整相比,这次的调整从方向上来说,是恰恰相反的。前者是要降低刀具的刚性,而后者则是要提高刀具的刚性。

能够采取的措施包括:

1:尽可能使用大一号及具有负前角的刀片;

2:尽可能增加刀具的齿数,使用密齿刀具,并加大刀尖的半径;

3:改变刀具主偏角,并整切削速度、切深和进给率;

4:使刀片的槽型尽量保持强壮。

以上方法尤其适用于采用小型刀片加工大型工件中的粗加工工序。


 虽然优质的夹具、机床、刀具等能够提高刚度,但如果破坏了系统平衡,那么反而会起到反作用。所以切不可盲目提高某一部件的刚度而忽略整体,一定要使加工系统各组成部分刚度相互匹配,这样才能实现理想的加工效果。

根据以上的叙述,我们都能看出刚性对于金属制造加工金属切削加工系统保持稳定,实现较好的加工质量和加工效率,及降低成本的重要性。