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开模师分享-模具加工的前沿技术
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开模师分享-模具加工的前沿技术

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  • 发布时间:2020-07-21
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开模师分享-模具加工的前沿技术

  高速数控加工的关键技术是①高速主轴及高速进给驱动系统机床;②高速加工刀具系统;③基于CAD/CAM自动化数控编程

  1、 高速数控切削

  主要针对车削和铣削。一般高速数控切削的主轴转速比普通数控切削转速高1~10倍。高速数控切削的另一个内涵是采用高的进给速度。维持切削力不变,提高转速就能够提高切除率,减少切削时间;维持进给速度在普通切削水平,提高转速就能够降低切削力,可以加工较细或较薄的模具零件。

  高速主轴是高速数控切削的首要条件。目前主轴转速可达100000转/min,高速切削速度在5~100m/s。完全可以达到模具零件的镜面车削和镜面铣削。

  1)高速主轴有以下几种渐变形式

  (1)保持架采用陶瓷的滚珠轴承高速电动主轴,主轴回转精度达0.5μm,转速达到15000转/min以上

  (2)采用液体静压轴承的高速电动主轴,主轴回转精度在0.2μm以下,转速达到100000转/min。

  (3)采用空气静压轴承的高速电动主轴,主轴回转精度可在50nm以下,转速可高达200000转/min。正在开发之中。

  (4)采用磁悬浮轴的高速电动主轴,主轴回转精度可达0.2μm,刚性非常好。正在开发之中。

  2) 高速数控切削机床的结构

  (1)进给驱动系统的高速化,即采用大导程滚珠丝杠和高速伺服电机;直线电机和精密直线导轨。进给速度可达60~120m/min。

  (2)运动部件轻量化和伺服进给控制精密化。

  (3)已研制出三、四、五轴联动高速数控切削机床。可加工复杂型面的模具。

  (4)新运动原理机床:高速数控切削领域出现并联结构的六杆机床、三杆五轴机床和四杆机床。正在不断完善和发展之中。

  3) 高速数控切削刀具系统

  (1)刀具材料:有镀膜的和未镀膜的硬质合金、金属陶瓷、氧化铝基和氧化硅基陶瓷、聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼等。

  (2)刀柄结构:要求具有很高的几何精度和装夹重复精度、很高的装夹刚度和高速运转时的完全可靠性。

  (3)安装刀具的模块化:有典型的HSK型刀柄及其连接结构、液压膨胀夹头等。

  4) 高速数据切削发展趋势

  研制大功率高速主轴,功率≥100kW,转速≥100000转/min。

  2、 高速数控磨削关键技术

  1) 高速主轴

  要求具有高速动平衡,可采用机电动平衡系统或电液动平衡系统。

  2) 高速数控磨床结构

  组合多种磨削功能,具有高动态精度、高阻尼、高抗振、高稳定性、高自动化和高可靠性。

  3) 高速数控磨削砂轮

  要求整体具有很高的机械强度,高速时完全可靠,外观锋利,结合剂必须具有很高的结合强度和耐磨性以减少砂轮的磨损,高速砂轮采用等强度来设计优化结构和形状。

  4) 冷却系统

  要求冷却液具有较高的热容量和热传导率以提高冷却效率,能承受较高的压力,有良好的过滤性、良好的防腐性和高附着力,有较高的稳定性,不起泡,不变色,对健康无害,易于清洗,有利于环境保护。

  5) 高速数控磨削的发展趋势

  研制大功率高速主轴,研制适应高速磨削的新型砂轮,改进磨床结构,优化冷却系统,磨速向超音速发展达250~350m/s以上。