数控机床它是由计算机控制操作各过程进行切削加工的机床。但计算机运行的指令、参数是数控机床编程人员根据工艺条件事先确定而输人计算机的。所以编程人员所采用的刀具材料、刀具结构、切削用量、切削液、切削路线的优劣,直接影响到数控机床的加工效率。例如一把普通的服装剪刀与正品的利达行高档剪刀相比会几倍之差的道理一样。要想提高数控机床加工效率,必须优选以下切削条件。
(1)根据工件材料选用性能优良的刀具材料。为了最大发挥数控机床高速、自动的性能,在选用数控机床所用刀具材料时,应尽量选用高性能刀具材料。在同一类刀具材料中,不同牌号的刀具材料,其使用性能就差好几倍。优良的刀具材料的耐用度高,不仅加工质量好,换蘑刀的辅助时同就少。如用硬质合金刀具代替高速钢,加工效率就可提高4倍以上;如用PcBN代替硬质合金,其加工效率又比硬质台金提高几倍;如用PCD、CVD代替硬质合盒加工有色金属和非金属,加工效率可比硬质台盒的提高5倍以上;如用高性能高速钢代替普通高速钢.可使刀具耐用度提高4倍以上,同时加工效率提高30%,如用陶瓷代替硬质合金,其加工效率(如铸铁、淬火钢)可提高3倍以上。如进口的刀片和国产的刀片材质不用,使用的效率也有所差距。
(2)采用可转位刀具。现代各种刀具的结构基本上为可转位刀具,它具有换刀片快、刀具几何参数和断屑槽合理,并采用许多先进工艺(如各种涂层等)成倍的提高刀具耐用度和抗黏结磨损,大大节约了磨刀、换刀的辅助时间,而提高了生产效率。不过也可以选择类似那种可以直接更换刀片的,就不用磨刀。
(3)根据工件材料和刀具材料的性能合理选择切削用量。在切削用量三要素(切削速度、进给量和切削深度)中,每一要素的数值提高1倍,加工效率将近提高1倍。就说切削速度,每一种刃具材料切削相应的工件材料,都有一个最佳切削温度相对应的切削速度(本书二、三章有述)。在这个切削速度范围内,切削效果和刀具耐用度及加工成本最合理。太低了,加工效事低、成本高。进给量(铣削时先确定每齿进给量f.、再根据刀齿数z和铣刀每分钟转速n,最后确定进给速度计,单位为mm/min)、切削深度,根据粗、精加工阶段和工件表面粗糙度来选择,其原则是粗加工和工艺系统剐度好,应尽量大一些,以提高余量切除效率;精加工时,为了达到工件表面质量;应相对小一些。但是在切削硬化现象严重的工件材料时,不能小于硬化层深度。这时可适当增大刀尖圆弧半径,以保证工件表面粗糙度。
(4)合理选用切削液。这也是提高切削效率和关系切削加工成败的重要途径。一般的切削液,在切削温度超过200屯时,就失去它的润滑能力,只能起到它带走热量冷却能力。可是添加含有S、CI、P添加剂的极压乳化液和极压切削油,就能在600℃一1000℃和196 0MPa高压下起到良好地润滑和冷却效果。这对于提高切削速度,提高刀具耐用度和防止精加工时积屑瘤的产生有极大好处。这也对于切削加工性差的难切削材料,有其重要意义,不可忽视。
(5)选用合理的切剖路线。切削路线就是从哪里开始切削,怎样进行走刀(或怎样的工步),到哪里结束切削的过程。切削路线合理,走刀的时间就短,以减少不必要的行程,节约了时间,而提高了加工效率。因此加工的效率要多方面考虑,刀具的材质,选用,结构,使用方法等。
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