超高速铣削工具的改进方案有哪些内容？

Question

如题所述

Answer 1

铣削是通过数控铣床进行复杂回转，用高速旋转的铣刀在在固定毛坯上走刀，切出需要的形状和特征的工艺。传统铣削较多地用于铣轮廓和槽等简单外形特征，数控铣床可以进行复杂外形和特征，多用模具、检具、薄壁复杂曲面、人工假体、叶片等。 在选择数控铣削内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。随着铣削工艺的发展，对于铣刀的性能要求也在不断提高，下面简单介绍下铣刀工具的改进方案：
一、刀体轻量化改进
相同直径的不同刀具的破裂极限与刀体质量、刀具构件数和构件接触面数之间的关系，经比较发现刀具质量越轻，构件数量和构件接触面越少，刀具破裂的极限转速越高。用钛合金作为刀体材料减轻了构件的质量，可提高刀具的破裂极限和极限转速。但由于钛合金对切口的敏感性不适宜制造刀体，因此有的高速铣刀已采用高强度铝合金来制造刀体。
二、刀体结构设计改进
在刀体结构上应注意避免和减小应力集中，刀体上的槽（包括刀座槽、容屑槽、键槽）会引起应力集中降低刀体的强度，因此应尽量避免通槽和槽底带尖角。同时刀体的结构应对称于回转轴，使重心通过铣刀的轴线。刀片和刀座的夹紧、调整结构应尽可能消除游隙，并且要求重复定位性好。目前高速铣刀已广泛采用刀柄与机床主轴连接，较大程度地提高了刀具系统的刚度和重复定位精度，有利于刀具破裂极限转速的提高。此外机夹式高速铣刀的直径显露出直径变小、刀齿数减少的发展趋势，也有利于刀具强度和刚度的提高。
三、刀具夹紧方式改进
模拟计算和破裂试验研究表明，高速铣刀刀片的夹紧方法不允许采用通常的摩擦力夹紧，要用带中心孔的刀片、螺钉夹紧方式，或用特殊设计的刀具结构以防止刀片甩飞。刀座、刀片的夹紧力方向最好与离心力方向一致，同时要控制好螺钉的预紧力，防止螺钉因过载而提前受损。对于小直径的带柄铣刀，可采用液压夹头或热胀冷缩夹头实现夹紧的高精度和高刚度。
四、刀具的动平衡性改进
因为刀具的不平衡量会对主轴系统产生一个附加的径向载荷，其大小与转速的平方成正比。提高刀具的动平衡性可显著减小离心力，提高高速刀具的安全性。
五、切削油的选择方法
由于高速切削工艺的工艺性较差，对切削油的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，常用的切削油切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，一般用于高难度不锈钢切削、钻孔、铰孔及攻丝等工艺。