在微切削加工中,零件尺寸可能很小,而采用何種刀具和加工方案(àn)可以有(yǒu)多種選擇。由于微切削(xuē)加工(gōng)面臨各種(zhǒng)挑戰(如很小的(de)尺(chǐ)寸公差、嚴格的質量要求、難(nán)加工材料等),因此選(xuǎn)用正确的加工方法至關重要。通過優化微小零(líng)件的加工工藝,可以節約零部件材料、縮短加(jiā)工周期、降低刀具成本、減(jiǎn)少機床閑置(zhì)時間(jiān)和提高零(líng)部件加工質量。随着技術(shù)的不斷進步,為了幫助提高微小零件的生産效率(lǜ),擁有一個可靠的、能(néng)提供應用(yòng)支持和(hé)技術咨詢的刀具合作夥(huǒ)伴十分重要。通常(cháng),根據不同(tóng)的行業和加工類型來确定切(qiē)削工藝的改進是一個(gè)很好的切入點。
電(diàn)子和電訊産品制造業
由于對零部件功能的要求(qiú)不斷提高,電子産品(pǐn)越(yuè)來越多地采用難加工(gōng)材料(如低碳鋼和合金鋼)制造,這也成為加工這些零部(bù)件的另一個障礙。微型車(chē)刀适(shì)合加工許多電子産品零(líng)部件(如光碟托盤的細微結構),這些加工(gōng)通常涉及到内(nèi)圓(yuán)車削、切槽、切斷和(hé)螺紋(wén)加工。
醫療器件制造業
許多醫療器件的一個共同特點是(shì)其(qí)螺紋(wén)廓形複雜多變,且對(duì)尺寸精度要求很高。加工接(jiē)骨螺釘遇到的挑戰往(wǎng)往在(zài)于其大(dà)長徑比。這種螺釘的(de)長度遠(yuǎn)遠大于其直(zhí)徑,使其加工更為困難,因為(wéi)在加工過程中螺釘很容易彎曲。此外,現在很多接骨螺釘要求采用更大的螺(luó)旋角,用單刃(rèn)螺紋刀具進行加工難度更大(dà)。
螺紋旋風(fēng)銑(一種切削刃位(wèi)于(yú)銑刀的内環而不是(shì)外周(zhōu)的銑(xǐ)削工藝)是一種生産率更高的加工方法。該工藝非常适(shì)合數(shù)控走心機,因為刀具與導套之(zhī)間的距離較短,有利于增強支撐和(hé)減小振動。
用螺紋(wén)旋風銑工藝加工(gōng)醫用接骨螺釘。刀片安裝在内環的螺紋旋風銑刀(dāo)環圍繞圓柱形工件旋轉并加工出螺紋,平滑(huá)的切向切削運動可減小切削力,提高金屬切(qiē)除率。
為了減小加工顫振(螺紋旋風銑可能出現的zui大問題)和延長刀具壽命,制造商應(yīng)選用刀片不等距安(ān)裝的螺紋旋風(fēng)銑刀環(huán)。由于是加工(gōng)高強度材(cái)料,銑刀片要承受很大(dà)的沖擊,因此必須(xū)選用高硬度的細晶粒刀片基體并塗覆耐磨塗層,以延長刀具壽命和改(gǎi)善表面光潔度。
航(háng)空航天制造業
在該行業中,夾持系(xì)統是否合适可(kě)能會極大(dà)地影響加工(gōng)效率,尤其是在加工高強(qiáng)度材料(liào)時。由(yóu)于所加工材料的特性,醫療器(qì)件和航空航天制(zhì)造業的切削加工都需要(yào)使用大量刀片。随着時間的推移,更換刀片所消耗的時間成為影響生産率的(de)一個重大因素。此外(wài),在航空航天制造業的微小零件加工中(zhōng),通常使用的(de)高性能、長切屑材料會造成斷屑難題。
帶有高精(jīng)密冷卻裝置的QS刀具夾持系統不僅能縮(suō)短裝刀和換刀時間,還可以改善斷屑(xiè)和加工性能。其楔形設計使(shǐ)操作者可以在幾秒鐘内完成刀片(piàn)更換。精密噴嘴可以提供的冷卻劑流量(liàng),從而提高零部件質量和(hé)斷屑(xiè)性能。其好處是可将冷(lěng)卻液壓力降低到145磅/平方英寸。
在航空航天制造業,應(yīng)用螺旋銑(斜坡銑(xǐ))加(jiā)工技術可以提高生産率。該技術使用銑刀(而不是鑽頭)在許多航空(kōng)零部件(jiàn)中常見的弧形和傾斜表面上更地加工各種孔和凹腔特征。通過采用較小的切深和較高的切削速度,螺旋銑所需的切削力和機床功率比鑽削加工(gōng)大幅降低(dī)。
汽車制造業
許多汽車零部件(jiàn)是用金屬闆材通過沖模加工形成車體部件(如車門、引擎蓋、擋泥闆等(děng))。但也有許多大批量(liàng)加工的小型汽車零部件(如傳動軸和齒輪)。降低每件成本是大批量加工這些零部件的主要目标。實現無縫生産(chǎn)的關鍵因素包括工藝(yì)安全性、加工周期和産品質量。
在(zài)傳動軸和齒(chǐ)輪加工中,鋼件車削(xuē)占據主導地位。但是(shì),仔細選擇合适的(de)刀片牌(pái)号對于鋼件車(chē)削至關重要,因為這(zhè)将為效率(lǜ)更(gèng)高的硬車削加工鋪平道路,如果工件(jiàn)仍需磨削加工,則可以減小(xiǎo)磨削餘量,zui終導緻每件加工成本的降(jiàng)低。
選擇刀具和工藝
微切削加工提(tí)出了一系列*的挑戰(zhàn)——不僅因為工件尺寸非常小,而且在需要(yào)這些微小零件的行業中,工件(jiàn)大都采用難加工材料,并具有複雜的幾何形狀。伴(bàn)随(suí)這種挑戰的是(shì),醫療器(qì)件、航空航(háng)天和電子工業的競争日趨激烈,技術要求也越來越高——需要進行大批量加工,并對刀具和刀(dāo)片進行大量(liàng)投資。
雖然選擇合适的刀具和工藝(yì)似乎相當困難,但利用現有的寶貴資源,可(kě)以幫助制(zhì)造商完成大多數(shù)微小零件的加工(gōng)。由于競争日(rì)趨(qū)激烈,能否選(xuǎn)用先進的刀具和工藝來提高生産率,以(yǐ)保(bǎo)持技術(shù)地位,可能會決定企(qǐ)業制造(zào)業務的(de)成敗。而選(xuǎn)擇合适的刀具合(hé)作夥伴,也能(néng)保證加工獲得成功。
加(jiā)工訣(jué)竅
雖然(rán)不同(tóng)的微切削(xuē)加工需要采用不同的切(qiē)削策略和加(jiā)工順序(xù),但仍有一些在許多情況下都适用的技術訣竅和加工指南:
(1)在數控走心機上加(jiā)工時(shí),應首先在正主軸上進行鑽削和内(nèi)圓車削加工,由于導套可對棒(bàng)料起到支撐作用,因此可提高(gāo)加工穩定性。
(2)第二步應在正主軸上車削外圓(yuán)。如果可能(néng)的話,一次走刀完成全切深,以縮短切削時間,從而提高加工穩定(dìng)性。
(3)第三步應進行(háng)銑削加工。應(yīng)優先選擇端面銑削。由于旋轉主軸(zhóu)的穩定性和功率有限,因此切削力越小越好,而端面銑削可以滿足這一要求。
(4)為了(le)在切(qiē)斷工序之前對工件外徑進行zui後階段的加工,通常采用高生産率的反車加工,一次走刀完成加工有助于減小振(zhèn)動。
(5)切斷是(shì)在正主軸上完成的zui後一道工序。兩個主軸相(xiàng)互離得(dé)越近,零件懸伸量就越小,表面光潔度也越好。
(6)zui後,在副(fù)主軸上完成zui終精加(jiā)工。該工(gōng)序通常為内徑加工,但也可以是外徑加工。
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