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簡析鈦合金和鋁合金數控加工機床發展對比
中國鈦白粉網 時間:2015年10月22日 01點22分 信息來源:www.yycm2017.com

【中國鈦白粉網訊】據悉,許多機床制造大型鋁合金等輕金屬hem-hsm介紹高效高速加工數控機床,如果是用于高溫合金等高強度鋼,不銹鋼制品加工,鈦和航空航天等難加工金屬材料具有高強度和高硬度達到hem-hsm加工顯然是不合適的,雖然它也可以被切割的硬質合金材料,但其切削效率往往是不可接受的。主要原因是:
  正如前面所提到的硬質合金材料,鈦和其他處理需要較大的切削力,或需要高扭矩主軸,高效高速數控機床主軸通常用于鋁等輕金屬hem-hsm切削扭矩多數小于100nm,一般不超過200nm,沒有硬質合金高效加工鈦和能力材料切割。
  如前所述,加工鈦合金等硬合金材通常僅允許使用較低切削速度,即僅能使用較低主軸轉速,而典型用于鋁合金等輕合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速數控機床主軸轉速范圍和目前鈦合金材加工工藝要求不相適應。
  因此,對用于鈦合金材HEM-HSM加工的數控加工機床結構、剛性、動態特性、主軸與坐標驅動、冷卻系統、刀具與刀具接口以及控制系統等許多關鍵數控部件的設計制造都提出了新要求。主要包含如下若干方面基本要求。
  高剛性與高動態響應性
  由于加工鈦合金等難加工材時需要高功率高轉矩主軸,因而除要求主軸本身具有高剛性外,還要求機床應比加工鋁合金材時具有更高的剛性(包括高靜剛性、高動剛性和高熱剛性)和更高動態響應性(高定位/重復定位精度、高進給速度和高加速度)。同時要求機床坐標軸驅動具有足夠高的驅動力,特別對帶旋轉坐標軸時,要求旋轉軸應能提供足夠高的驅動轉矩,一般要求不低于1,000Nm,典型為2,000~5,000Nm,對大重型機床甚至需要數千到20,000 Nm。
  高可靠刀具接口
  使用高功率高轉矩主軸切削加工,則要求機床主軸刀具接口裝置具有足夠大的拉緊力和能傳遞大扭矩的能力。同時,為抑制低頻加工振蕩,也要求刀具接口裝置具有高剛性。因而,鈦合金材高效高速數控加工機床一般配置HSK~A100,典型為HSK~A125,甚至使用HSK~A160。
  高功率高轉矩主軸
  從金屬切削加工基本原理可知,對金屬材銑削加工時有:mrr = aeapzfZ n×10-3 = PS×MRF(cm3/min) (1)
  從式(1)與(2)可看出,為取得高金屬切除率mrr,作為鈦合金材HEM-HSM加工的數控機床之主軸首先應具有足夠高的功率。目前,對鈦合金材(Ti-6-4)主軸功率指數SPF典型為0.06kW/cm3?min-1,為典型鋁合金材的4倍。在實際工業生產中,綜合考慮到刀具使用壽命、機床特性、加工精度和加工質量等諸多因素的約束,目前銑削鈦合金材(Ti-6-4)所能取得的金屬切除率mrr約40~700cm3/mi

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