該怎么提高數(shù)控鉆床切削效率？下面就由數(shù)控鉆銑中心的技術(shù)員告訴您
提高數(shù)控鉆床的切削效率，降低加工成本是金屬切削技術(shù)的長期發(fā)展目標(biāo)。一般來說，提高切削效率和降低加工成本的方法主要有三種：提高切削速度、提高進(jìn)給速度和增加切削深度。
1.高速切削
切削速度的提高反映了機(jī)械制造整體技術(shù)水平的進(jìn)步，給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。從切削的發(fā)展歷史來看，通常是通過對刀具材料的開發(fā)和改進(jìn)來大幅度提高切削速度，從而達(dá)到提高切削效率和降低生產(chǎn)成本的目的。 1980年代以來，歐美的工具制造業(yè)經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究，在對切削機(jī)理的認(rèn)識上取得了新的突破。根據(jù)泰勒曲線規(guī)律，它急劇增加，但在一定區(qū)間內(nèi)隨著切削速度的增加而減小，然后在經(jīng)歷谷底后再次上升。這種現(xiàn)象雖然沒有一致的理論解釋，但并不妨礙按照該規(guī)律在谷底附近區(qū)間應(yīng)用高速加工技術(shù)。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的航空、汽車、動力機(jī)械、模具、軸承、數(shù)控鉆床等行業(yè)都以此理論為基礎(chǔ)發(fā)展高速切削，顯著提高了上述行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，大大減少了加工量。成本，并獲得市場競爭優(yōu)勢。
理論分析和實(shí)踐證明，高速切削是一個系統(tǒng)工程。從技術(shù)角度來看，高速切削涉及高速主軸單元、快速進(jìn)給和高加（減速）速驅(qū)動系統(tǒng)、高性能快速數(shù)控系統(tǒng)、高剛性數(shù)控鉆床結(jié)構(gòu)、快速數(shù)據(jù)處理和傳動、動平衡控制、超硬刀具材料及涂層工藝技術(shù)；從管理層面來說，高速切削涉及到高速加工理念、新的管理方式等。作為系統(tǒng)的一部分，各環(huán)節(jié)只有相互配合才能發(fā)揮應(yīng)有的效益。例如在加工模具表面時，如果其他環(huán)節(jié)滿足高速加工的要求，但其凸輪的數(shù)據(jù)加工只采用直線插補(bǔ)而不是圓弧插補(bǔ)或樣條插補(bǔ)來模擬工件表面的曲線，數(shù)控鉆床進(jìn)給系統(tǒng)始終處于不斷加減速的過程中，無法達(dá)到預(yù)定的進(jìn)給速度，從而限制了切削效率的提高和生產(chǎn)成本的降低。同樣，如果在高速銑削中使用普通結(jié)構(gòu)的三刃立銑刀，由于通常采用一個齒過中心的結(jié)構(gòu)，動平衡性能先天不足，也無法達(dá)到預(yù)定的速度。無法獲得預(yù)期的處理效率。
在高速切削中，首先要充分注意刀具的安全。銑削是目前高速切削應(yīng)用的主要工藝，銑刀（包括面銑刀、立銑刀和模銑刀）是主要的高速切削刀具。這類工具在高速旋轉(zhuǎn)時，所有零件都必須承受很大的離心力。因?yàn)樗淖饔眠h(yuǎn)遠(yuǎn)超過切削力的作用（過大的離心力足以使刀體斷裂），成為刀具的主要載荷。德國于 1990 年代初開始研究高速銑刀安全技術(shù)，并在機(jī)床制造商協(xié)會的支持下，成立了一個有大學(xué)研究所、刀具制造商、研究機(jī)構(gòu)和刀具用戶參與的工作組，從事從事高速銑刀安全技術(shù)研究。經(jīng)過近十年的努力，取得了一系列階段性成果，制定并采用了德國國家標(biāo)準(zhǔn)作為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，推動了世界范圍內(nèi)高速切削技術(shù)的發(fā)展。在此過程中，沃爾特和工作組對高速銑刀的強(qiáng)度計算進(jìn)行了研究。通過高速銑刀專用的有限元計算方法，分別開發(fā)了刀體、刀座、刀片和夾緊螺釘?shù)挠嬎隳K，刀片在刀座中的滑動和還可以模擬擰緊和工作負(fù)載下的螺釘頭。變形等研究計算表明當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定臨界速度時，螺桿達(dá)到臨界應(yīng)力，發(fā)生拉伸變形。在達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速前，螺桿先彎曲，實(shí)際長度變長，夾緊力減小，刀片發(fā)生位移。
為保證切削的安全性，德國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定刀具產(chǎn)品應(yīng)至少高于制造商標(biāo)稱的高速60%才可發(fā)生位移，至少100%的制造商標(biāo)稱高速可解體或融合的。刀具破損。
在高速加工過程中，除了刀具本身的安全外，還必須充分注意刀具夾緊系統(tǒng)的安全和安裝后的整體動平衡性能。瓦爾特建議在高速切削中使用 hsk 空心短錐柄作為刀具和數(shù)控鉆床之間的接口。刀柄與刀具接口采用液壓式和熱脹式，刀柄采用標(biāo)準(zhǔn)圓柱柄（無壓扁結(jié)構(gòu)）。主要形式。在非常高的速度下，除了需要平衡刀具和夾緊系統(tǒng)本身的必要前提條件外，刀具在安裝后還需要作為一個整體進(jìn)行平衡。因此，加工鋁合金的大型銑刀必須能夠平衡。一般來說，盤式刀具在高速切削條件下至少應(yīng)該是靜態(tài)平衡的，而桿式刀具則必須是動態(tài)平衡的。由于中國企業(yè)很少在引進(jìn)高速數(shù)控鉆床的同時引進(jìn)平衡設(shè)備，希望能引起刀具用戶的注意。同時，筆者認(rèn)為，國內(nèi)刀具供應(yīng)商也必須加強(qiáng)對高速刀具安全性的研究，以推動我國高速切削技術(shù)的發(fā)展。
由于高速帶來的高金屬去除率，即使是加工鋁合金也會對數(shù)控鉆床的功率提出很高的要求。計算表明，使用直徑為30mm的3齒玉米銑刀加工寬度為30mm，深度為30mm的凹槽，如切削速度為1100m/min，進(jìn)給速度為0.1mm/z，功率可達(dá)57.6kw。因此，瓦爾特向用戶推薦的高速切削策略是：高切削速度、中進(jìn)給和小切深。對于大型毛坯加工，推薦分層切削。
2. 高進(jìn)給切削
以傳統(tǒng)方式精加工時，由于對工件表面粗糙度有一定要求，刀具進(jìn)給量較小。例如車削表面粗糙度要求為ra0.4μm的圓柱面時，圓角為0.8mm時，進(jìn)給fz不應(yīng)超過0.10mm/r。為了滿足高效切削的要求，刀具制造行業(yè)開始向用戶推薦高進(jìn)給修光刃刀片。修光刃車削刀片一般根據(jù)設(shè)計的主偏角在副切削刃上產(chǎn)生直線修光刃（大直徑圓弧也用作修光刃）。理論上，如果不考慮系統(tǒng)的剛性和修光刃本身的微觀缺陷，只要進(jìn)給速度不超過刀具修光刃的寬度，工件的表面粗糙度只受晶粒尺寸的影響工件材料（這種影響是微不足道的）。在實(shí)踐中，某汽車零部件制造企業(yè)使用了瓦爾特的雨刮片，進(jìn)給速度為0.3mm/r，比原來的加工效率提高了3倍以上，而工件的表面粗糙度仍達(dá)到ra0.4μm。
同時，瓦爾特還致力于開發(fā)高進(jìn)給銑刀。今年，瓦爾特的高進(jìn)給銑刀f2330問世了。這種銑刀具有可變主偏角（小點(diǎn)0°，外徑15°左右），切深一般不超過2mm，大進(jìn)給量可達(dá)3.5mm/齒。以加工直徑為 52 毫米的瓦爾特 f2330 銑刀為例。由于銑刀有 3 個齒，因此刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給量可超過 10 毫米。
3.大余量切削
在我國，大余量切削一般稱為重切削。在筆者看來，雖然大余量切削也是高效切削的一個方面，但不能籠統(tǒng)地稱之為新技術(shù)。過去，只有少數(shù)國外刀具制造商生產(chǎn)具有立式刀片結(jié)構(gòu)的重切削銑刀。近年來，包括瓦爾特在內(nèi)的國外一些主要刀具制造商都可以供應(yīng)多種重切削銑刀。
