我國高速加工中心發(fā)展應(yīng)用:
在加工精度方面,近10年來,普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。而新一代高速數(shù)控機床特別是高速加工中心的開發(fā)應(yīng)用與超高速切削緊密相關(guān)。
1.國內(nèi)外加工中心切削水平的差異
目前先進國家的車削和銑削的切削速度已達到5000~8000m/min以上;機床主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000r/min(有的高達10萬r/min)以上。例如:在銑削平面時,國外的切削速度一般大于1000~2000m/min,而國內(nèi)只相當于國外的1/12~1/15,即國內(nèi)干12~15個小時的活相當于國外干1個小時。據(jù)調(diào)查,許多加工中心的實際切削時間不到工作時間的55%。因此,如何提高加工效率,降低廢品率成了眾多企業(yè)共同探討的問題。對國內(nèi)數(shù)控加工中心切削效率部分調(diào)查發(fā)現(xiàn),普遍存在如刀具精度低、刀片跳動量大、加工光潔度低、工藝設(shè)備不配套等諸多問題。
2.提高切削效率的途徑
(1)合理選擇切削用量
當前以高速切削為代表的干切削、硬切削等新的切削工藝已經(jīng)顯示出很多的優(yōu)點和強大的生命力,成為制造技術(shù)提高加工效率和質(zhì)量、降低成本的主要途徑。
實踐證明,當切削速度提高10倍,進給速度提高20倍,遠遠超越傳統(tǒng)的切削“禁區(qū)”后,切削機理發(fā)生了根本的變化。其結(jié)果是:單位功率的金屬切除率提高了30%~40%,切削力降低了30%,刀具的切削壽命提高了70%,大幅度降低了留在工件上的切削熱,切削振動幾乎消失;切削加工發(fā)生了本質(zhì)性的飛躍。根據(jù)目前機床的情況來看,要充分發(fā)揮先進刀具的高速加工能力,需采用高速加工,增大單位時間材料被切除的體積(材料切除率Q)。
在選擇合理切削用量的同時,盡量選擇密齒刀(在刀具每英寸直徑上的刀齒數(shù)≥3),增加每齒進給量,提高生產(chǎn)率及刀具壽命。有關(guān)試驗研究表明:當線速度為165m/min,每齒進給為0.04mm時,進給速度為341m/min,刀具壽命為30件。如果將切削速度提高到350m/min,每齒進給為0.18mm,進給速度則達到2785m/min,是原來加工效率的817%,而刀具壽命增加到了117件。