高速铣削加工效率的计算与分析0二手推土机

高速铣削加工效率的计算与分析

高速铣削加工效率的计算与分析 2011年12月04日 来源： 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，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35000r/min,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Z=Wt(2)式中W---切削过程总的金属去除量(cm3)t---切削时间(C1进普=C0进普(1-5%×4)=64(万元)C1国普=C0国普(1-5%×10)=30( 万元)由式(3)可求得考虑成本时三种不同铣床 的加工效率分别为E高速=Z高速=0.1291cm3/min•万元C1高速+C2高速+C3高速E进普=Z 进普=0.1125cm3/min•万元C1进普+C2进普+C3进普E国普=Z国普=0.0840cm3/min•万元C1国普+C2国普+C3国普由计算结果可以看出，考虑成本 因素后，高速铣削不再具有显著的效率优势(与进口普通铣削中心的加工效率接近)。这一比较结果说明，目前高速铣削的使用成本还比较高(其设备成本、维护费用和刀具损耗费用都比普通机床高出很多)。尽管目前采用高速铣削还达不到经济的切削效率，但并不说明高速铣削不具优势。首先，上文对铣削效率经济性的分析仅考虑了生产成本，并没有考虑时间效益。在技术飞速发展的今天，时间往往是更重要的经济因素。高速铣削加工在缩短加工工时方面的优势是很明显的。其次，上文所作加工效率比较是在高速铣床和普通铣床均能加工同一种零件的前提下进行的，事实上许多不适合(或不能)在普通铣床上加工的零件(如薄壁零件或对加工表面质量要求较高的零件)只能用高速铣床加工。第三，高速铣削技术作为一种新的加工技术在我国正经历不断发展的过程，为了获得高速铣削的经济加工效率，必须深入研究高速铣削机理，加快进行高速铣削工艺的科研开发，同时加强生产管理，提高操作者素质。相信随着对高速铣削技术研究的不断深入，加工的经济性等问题将得到很好解决。4 结论1) 生产实践表明，高速铣床加工零件覆盖面广，特别适用于加工面积较大、形状复杂的精密零部件。零件加工精度高，废品率低。2) 传统的切削加工效率公 式不适用于高速铣削，用单位时间内的金属去除量来表述高速铣削的加工效率更为准确。3) 单从机床的切削效率来看，高速铣床 要高出普通铣床好几倍，但目前高速铣床的使用成本较高。在选择工艺方案时，可以考虑用普通铣床进行粗加工，用高速铣床进行半精加工和精加工。4) 只有深入开展高 速铣削技术的科研开发，才能充分发挥高速铣床的加工效率优势。

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