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做座高速铣削加工效率的计算与分析简介

发布时间:2021-10-14 19:54:05 阅读: 来源:注塑机厂家
做座高速铣削加工效率的计算与分析简介

高速铣削加工效率的计算与分析简介

随着高速切削技术的发展,高速铣削工艺的应用日益广泛,越来越受到制造业的企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后,如何检定客户越发着急2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究,对比了不同铣床的加工效率,推导了高速铣削加工效率的计算公式。

1、加工效率的计算

按照传统切削理论,切削加工效率ZW(cm3/min)可通过下列公式计算:

ZW=v·f·ap(1)

式中v---切削速度;f---进给量;ap---切削深度

根据分析与研究,我们认为式(1)不适用于高速铣削加工效率的计算,原因主要有两点:

1)高速铣床的主轴转速相当高(如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min,,加工平面时转速也在3500更新思想 、不断创新0r/mi作为国内车用聚氨酯产品的主流供应商n,以上),如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属;

2)在实际加工中,设定的转速和进给量只是最大转速和最大进给量,实际的刀具转速和进给量时刻都在变化(HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况),切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值如果不平整迅速达到较高值又很快降到较低值,如此反复变化,这是铣削过程的客观反映,而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。

因此,我们提出用单位时间内的金属去除量Z(cm3/min)表示加工效率,即

(2)

式中W---切削过程总的金属去除量(cm3)

t---切削时间( 0,)

式(2)更符合高速铣削的实际情况,用式(2)很容易实现对高速铣削加工效率的计算,同时也便于不同铣床加工效率的比较。

例如,原来在普通铣床上加工图1所示零件,为了缩短生产周期,一部分零件现采用高速铣床加工。这样,可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率。由于该零件的表面质量要求不高,高速铣削和普通铣削均能达到要求。事实上,高速铣削加工出的零件表面粗糙度要比普通铣削加工低1~2个等级。

图1零件示意图

用单位时间内的金属去除量Z=W/t(cm3/min)表示加工效率。试验中取铣削加工过程中的几个时间段,记录加工时间,测量在各个时间段零件加工前后的体积差,通过式(2)计算得到Z值。通过多次测量计算取Z的平均值,该平均值即可视为较准确的Z值。对于图1所示零件的高速铣削过程,由式(2)算得的Z值为

按照传统切削理论即按式(1)计算得

比较Z高速和ZW,显然ZW与该零件实际的高速铣削加工效率相差很大。

2、不同铣床加工效率的比较

某研究所目前用于生产的铣床除HSM-700型高速铣床外,还有国产的立式铣床和进口的铣削中心。国产铣床是二十世纪九十年代初购进的北京第一机床厂生产的XK型立式升降台铣床(以下简称国产普通铣床),目前主要用于零件粗加工及少量铸铁件和钢件的加工;进口铣削中心是美国产VF-0HAAS型铣削中心(以下简称进口普通铣床),可用于粗加工和精加工。

对于图1所示零件,在国产普通铣床上加工的切削效率为

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