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高速摄影在传统行业——刀具切削加工中的应用

来源: 作者:admin 点击:329

切削加工是传统制造加工中基础的加工方式之一。随着高强度、高硬度、高耐磨性、加工冲击高的难加工材料(例如铝合金、镁合金、镍合金和钛合金等)在航空、航天、国防军工、汽车工业等领域的大量使用,对传统中、低速切削技术提出了更高的要求,高速切削加工技术应运而生。


与中、低速切削相比,高速切削速度快,进给小、切深小;剪切变形区窄,剪切角大,有利于切屑断屑、排屑;切削变形小,切削力比中低速切削低30%~90%,可用难加工材的切削加工,比如飞机发动机燃气机叶片、压气机叶片等。


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高速切削行业面临机遇也带来挑战
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良好的断屑、排屑可以高效地逸散切削摩擦热。通常,高速切削时90%以上切削热会被切屑带走,这样工件积累热量少,工件温升也很小,基本保持冷态,不会因为温升导致热变形,特别适合于加工薄壁、大尺寸、易热变形的工件也适合加工熔点低、易氧化的材料良好的断屑、排屑可以保证切削过程稳定,保证工件切削的加工精度;此外,高的切削速度,良好的断屑、排屑过程,小进给、小切深,低表面残余应力可以大幅提升工件表面质量。


由于高速切削的切削机理、磨损机制、失效机制,切屑状态等都与传统的中低速度切削方式不同。因此,在不同的材料的切削过程中主导的磨损机制、失效机制也不尽相同

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高速摄影系统助力技术人员研究更优综合加工解决方案
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刀具研究机构、加工机床都需要对高速切削中,不同的立铣刀螺旋角对刀具在加过程中磨损、变形、断裂的原因加工件质量的影响做重点研究。

科天健高速摄像系统可以对高速下切削的实时情况进行可靠监测,从而指导切削刀具技术人员进行切削参数优化和刀具设计,提高加工效率和加工质量。


刀具厂商采用科天健高速摄像系统(高帧率、高分辨率、长时间),完整记录不同螺旋角下,立铣刀切削过程,以及切屑形成、断裂、排出的全过程和刀具的磨损状态。通过对记录视频慢放观测,临界状态比对,可以清楚观测刀具的冲击振动状态并最终检测立铣刀的实时磨损量。


最后根据对比不同螺旋角下,切屑断屑、排屑的过程,刀具的磨损量,建立了切削过程中切屑形成、断裂、排出的理论实验模型,结合仿真计算,指导研究不同螺旋角下立铣刀切削的稳定性、磨损机制,综合评估得出具有更优切削质量,更高切削效率的综合加工解决方案。