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高速铣削的加工及优势介绍

发表时间:2018-01-29 11:39
什么是高速铣削
 
  高速铣削不能按照任何特定的速度值来定义,获得很高数值的转速或线速度不是它本身的目标。与之相反,高速铣削描述了使用速度的方法。在高速铣削加工里,速度是一种催化剂。当高速主轴和高进给下的精确定位有机结合时,高速切削开始显现出实用价值。在模具加工里,高速切削让使用小直径刀具和小切深成为现实,所以槽和复杂细节的加工可通过铣削来代替EDM。此外,高速切削加工获得的光洁表面使得取消手工抛光成为可能。
 
  高速铣削应用要求的不仅是机床的速度,而且还在于使用的工艺。这个工艺与传统切削要求有显著区别,高速铣削涉及到CNC机床、刀柄刀具、冷却系统及CAM数控编程等诸多因素。这个工艺甚至涉及到更综合更全面地了解机床在不同速度下的行为特征。下面从刀具技术、机床技术、数控系统性能和加工工艺等几个方面分析高速加工与普通加工的异同。
 
  刀具技术
 
  高速加工用的刀具必须与工件材料的化学亲和力小,具有优良的力学性能,化学稳定性和热稳定性,良好的抗冲击和热疲劳特性。普通加工的刀具夹紧技术也不再符合高速加工,FIDIA机床采用HSK刀柄。刀柄锥部和端面同时与主轴内锥孔和端面接触双定位,且此类刀柄采用的是内涨式夹紧技术,保障了主轴高速运转的安全性。
 
  机床技术
 
  高速加工机床为了适应高速加工时主轴转速高,进给速度快,机床运动部件加速度高等要求,在主轴单元、进给系统、CNC系统和机械系统等方面比普通数控机床具有更高的要求。FIDIA高速铣削加工中心具备卓越的系统功能和很好的机械结构,为加工高质量的模具提供了可靠的保证。典型的金字塔式结构,宽的导轨和低的重心,适合线性轴的高速运动。坐标的运动速度可在0.1秒内由0加速到30m/min。FIDIA高速机床采用FIDIA传统式的工作台固定不动。这样机床承重比同规格的运动式工作台要大;机床的运动单元的惯量是常数,线性轴电机一直在最佳的工作状态下运行,即不因改变加工模具的大小而改变电机的特性;还有就是考虑到高速运动的特殊性,在保证机床足够刚性的前提下尽量减少运动惯量,以便最大程度提高坐标固有频率,从而得到更高的闭环增益,使得机床在高速加工中的跟踪误差趋于最小值,最终提高加工的精度和质量。FIDIA高速加工机床在数控系统、驱动系统、转动摆头及反馈光栅都应用FIDIA技术。FIDIA作为最终用户的源供应商,确保了整机的质量和可靠性。
 
  数控系统性能
 
  FIDIA在数控系统及计算、数字化仿形的系统集成技术、复杂型面的铣削加工等方面一直处于市场领先地位。从1974年开始FIDIA就致力于开发新的CNC算法以提高铣加工的性能。在过去十几年中,FIDIA一直在对轴控制技术进行改进以减少加工过程中的轨迹误差。通过这些算法从而减少了加工时的动态误差,同时也提高了加工进给速度和表面加工质量。
 
  Look-ahead(向前看)功能可根据不同条件进行调整:机床类型、加工工件的类型、加工要求(粗加工、半精加工或精加工)。可以通过G代码来调用不同的动态参数从而优化加工性能。
 
  通过ActiveTuning(主动调协)、ActiveDamping(有源阻尼)、JerkControl(阶跃控制)等功能,能优化和增强高速切削机床加工性能,减少加工时间和提高工件表面加工质量。
 
  这些功能能减小动态轨迹误差,能在高速进给速度的条件下提高加工精度和完美的表面加工质量。
 
  ActiveTuning和ActiveDamping能设置与高速机床特性相匹配的最佳数值并且不会在控制回路中产生失稳。
 
  “阶跃”式的加速度会引起振荡,FIDIA引入“JerkControl(跳动控制)”技术提供渐变的坐标加速度。快速平滑的加速能提高加速区域加工质量。
 
  加工工艺
 
  和普通加工相比,可以缩短加工时间,提高生产效率和机床利用率,工件热变形小,加工精度高,表面质量好,加工工艺范围广,适合加工薄壁、刚性较差、容易产生热变形的零件。FIDIA高速加工机床刀具冷却采用油雾半干式冷却,使用非毒性的植物润滑油,最小润滑油供量。在工件表面形成一层薄薄的油膜,与传统的使用冷却液或气冷的方式相比,可大大提高工件表面质量。无油轴承
 
  近十年来,FIDIA在驱动技术和控制系统的长足进步,推动了自身高速加工中心结构的不断创新和性能的不断提高。对提高加工中心的高速度、高动态和高精度起了决定性的作用。在模具加工机床的多种结构创新中,不仅应用回转工作台,而且还应用摆动和回转主轴头,由此构成各种不同类型的五轴加工中心。FIDIA五轴龙门式高速精密铣削中心为加工大型模具提供了技术支持。
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