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高速切削高效切削与高效加工谈切削
日期:2009-9-15  

金刚石工具设备的信息:

当前切削刀具及相关技术发展日新月异,近年来数控技术刀具技术共同推动下切削加工进入了高速切削阶段。近年刀具材料涂层技术有了很大发展,如PCD、CBN超硬刀具陶瓷刀具使用范围不断扩大,作为当前高速切削主力军涂层硬质合金刀具切削性能大幅提高等。近二十年来切削速度提高了5至10倍,生产效率提高了50%至一倍。高速切削有一个特点,就当切削速度上升到一定程度时由于材料软化等原因随着切削速度增加切削力反而下降,同时由于切屑带走了大部分热量甚至工件温升也会减小。不过受刀具材料性能限制后一现象目前只用PCD刀具加工铝合金软质材料才能观察到。高速切削还适用于硬切削、干切削重切削,提高切削效率有效手段。

    现代加工刀具费用一般只占制造成本3~4%,但它对总制造成本影响却要大得多。计划经济时代机械加工企业从控制加工成本出发制订刀具消耗定额进行成本控制,我们也曾提到有些企业高效率进口设备上使用低性能焊接刀具,不能发挥设备性能反而造成更大浪费事实。有人计算过生产效率提高20%,制造成本降低15%,现多数企业都算过这笔帐了,加大刀具投入用高速切削提高生产效率以降低总生产成本,切削理念一次进步。

    先进刀具有三大技术基础:材料、涂层结构创新。高速切削刀具主要依赖刀具材料涂层技术进步。高速切削可提高切削效率但不唯一手段。刀具结构创新也提高切削效率有效手段。例如Iscar公司大走刀量铣刀每齿走刀量达到3.5mm,Seco公司复合孔加工刀具一次走刀就能完成钻、镗孔端面倒角等。曲轴加工工艺进步更具有说服力,曲轴车拉刀发明成十倍地提高了曲轴加工效率。现又出现了效率更高曲轴高速铣刀,一次走刀就可完成七个主轴颈加工。东风汽车公司量刃具厂已经成功地为国内汽车厂开发了曲轴车拉刀高速铣刀并成功用于生产。上世纪八九十年代成都工具研究所涂层、材料单项技术都不占优势情况下,凭借自主知识产权刀具设计工艺技术,加上涂层、材料刀具结构创新技术综合运用,高强度石油管螺纹刀具上实现了对国外知名企业一次成功超越。还有许多例子都说明刀具结构创新往往更能有效地提高切削效率。要提高切削效率不能只盯着用最好(也常常最贵)刀具来进行高速切削。目前我们刀具材料涂层技术与国外还有较大差距情况下,注重刀具结构创新往往提高切削效率更有效更可行手段。采用包括高速切削刀具结构创新内各种手段实现高速切削,切削理念又一次进步。

    运用先进刀具提高切削效率后又常常突显出两类新问题:一切削效率提高效果被大量非切削时间所大大冲淡,二加工设备不太先进情况下先进刀具费用不堪重负。日本MARZAK公司说他们加工心只有百分之三十时间为公司创造效益。东方汽轮机厂进口瑞士加工心上自动记录切削时间也只有30%左右。切削技术不断发展,人们认识不断深化:提高加工效率努力只靠高性能刀具远远不够,通过切削应用技术提高切削生产效率潜力还很大。

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