鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元

鉆攻中心是一種集鉆孔、攻絲、鏜孔等多種加工工藝于一體的數(shù)控機(jī)床。在航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械等行業(yè)中，鉆攻中心因其高效、高精度、多功能的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。特種材料切削與精密成型加工單元是鉆攻中心的核心部件，其性能直接影響加工效率和質(zhì)量。本文將從鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的選材、設(shè)計(jì)、加工和性能等方面進(jìn)行論述。

一、鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的選材

1. 切削刀具材料

切削刀具是鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的重要組成部分，其材料性能直接影響切削性能。刀具材料應(yīng)具備以下特性：高硬度、高耐磨性、良好的熱穩(wěn)定性、低的彈性模量、良好的導(dǎo)熱性等。目前，常用的切削刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石等。

（1）高速鋼：高速鋼具有較高的硬度、耐磨性和良好的熱穩(wěn)定性，適用于高速切削和重切削。但高速鋼的韌性較差，易發(fā)生脆性斷裂。

（2）硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金具有較高的硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性，適用于各種切削加工。硬質(zhì)合金刀具的韌性好，不易發(fā)生脆性斷裂，但成本較高。

（3）陶瓷：陶瓷刀具具有極高的硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性，適用于高速切削和重切削。但陶瓷刀具的韌性較差，易發(fā)生脆性斷裂。

（4）金剛石：金剛石刀具具有極高的硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性，適用于超精密加工。但金剛石刀具的成本較高，且加工難度大。

2. 主軸材料

主軸是鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的核心部件，其材料性能直接影響加工精度和加工效率。主軸材料應(yīng)具備以下特性：高強(qiáng)度、高硬度、良好的耐磨性、良好的抗扭性、良好的耐熱性等。常用的主軸材料有高速鋼、合金鋼、氮化硅等。

（1）高速鋼：高速鋼具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和抗扭性，適用于高速切削和重切削。但高速鋼的耐熱性較差。

（2）合金鋼：合金鋼具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐熱性，適用于高速切削和重切削。但合金鋼的耐磨性較差。

（3）氮化硅：氮化硅具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，適用于高速切削和重切削。但氮化硅的韌性較差，易發(fā)生脆性斷裂。

二、鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的設(shè)計(jì)

1. 切削刀具設(shè)計(jì)

切削刀具設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮切削性能、加工精度、加工效率和成本等因素。在設(shè)計(jì)切削刀具時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）刀具幾何參數(shù)：刀具幾何參數(shù)包括前角、后角、刃傾角、主偏角、副偏角等。合理的刀具幾何參數(shù)有利于提高切削性能和加工精度。

（2）刀具材料選擇：根據(jù)加工材料、加工工藝和加工要求，選擇合適的刀具材料。

（3）刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮切削過程中的穩(wěn)定性、可靠性、耐用性等因素。

2. 主軸設(shè)計(jì)

主軸設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮主軸的強(qiáng)度、剛度、精度和可靠性。在設(shè)計(jì)主軸時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）主軸材料選擇：根據(jù)加工要求，選擇合適的材料。

（2）主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮主軸的剛度、精度和可靠性。

（3）主軸軸承配置：合理配置主軸軸承，提高主軸的剛度和精度。

三、鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的加工

1. 切削刀具加工

切削刀具加工主要包括刀具的粗加工、精加工和刃磨等工序。切削刀具加工應(yīng)保證刀具的形狀、尺寸和表面質(zhì)量。

（1）粗加工：采用車削、銑削等加工方法，去除刀具毛坯的過剩材料。

（2）精加工：采用磨削、電火花加工等方法，保證刀具的形狀、尺寸和表面質(zhì)量。

（3）刃磨：采用刃磨機(jī)或手工刃磨，對刀具的切削刃進(jìn)行刃磨。

2. 主軸加工

主軸加工主要包括主軸的粗加工、精加工和裝配等工序。主軸加工應(yīng)保證主軸的形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量。

（1）粗加工：采用車削、銑削等加工方法，去除主軸毛坯的過剩材料。

（2）精加工：采用磨削、電火花加工等方法，保證主軸的形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量。

（3）裝配：將主軸軸承、刀具等部件裝配到主軸上，并進(jìn)行調(diào)試。

四、鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的性能

1. 切削性能

切削性能是衡量鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元性能的重要指標(biāo)。切削性能主要包括切削速度、切削深度、切削力等。

（1）切削速度：切削速度越高，加工效率越高，但切削溫度也會(huì)隨之升高。

（2）切削深度：切削深度越大，加工精度越低，但加工效率越高。

（3）切削力：切削力越大，加工精度越低，但加工效率越高。

2. 精密成型性能

精密成型性能是指鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元在加工過程中保證加工精度和表面質(zhì)量的能力。

（1）加工精度：加工精度越高，產(chǎn)品的質(zhì)量越好。

（2）表面質(zhì)量：表面質(zhì)量越好，產(chǎn)品的性能越好。

鉆攻中心特種材料切削與精密成型加工單元的選材、設(shè)計(jì)、加工和性能對加工效率和質(zhì)量具有重要影響。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)加工材料、加工工藝和加工要求，選擇合適的刀具材料、主軸材料和加工工藝，以提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。