高速加工是相對(duì)傳統(tǒng)加工系統(tǒng)而言的,它包含兩層含義:高主軸轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給量,即利用高性能的機(jī)床,以通常意義上的幾倍甚至幾十倍的加工速度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件加工的高精度、高效率,最終達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的。然而,選用了高速加工中心是否意味著生產(chǎn)效率就一定能夠得到提高嗎?答案并非如此。
10年前,加工中心的快速移動(dòng)速度<18m/min、換刀速度>10s,其性能與今日的加工中心是不可同日而語(yǔ)的。那時(shí),使用加工中心組成的柔性加工線(xiàn)的成本也是非常昂貴的。由于早期的加工中心的刀具和刀庫(kù)在結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題還未得到完全解決,在某些工序,特別是對(duì)關(guān)鍵孔的加工工序上還必須使用專(zhuān)機(jī)。
隨著科技的不斷進(jìn)步,新式刀具層出不窮,上述問(wèn)題現(xiàn)在已基本得到解決。主軸轉(zhuǎn)速在12000r/min以上的現(xiàn)代化高速加工中心彼彼皆是,完全由加工中心組成的柔性生產(chǎn)線(xiàn)也得到了廣泛應(yīng)用。然而這時(shí),又一個(gè)問(wèn)題擺在了人們的面前:在什么情況下選用什么樣的加工中心呢?
本文例舉的加工實(shí)例就三臺(tái)性能不同的機(jī)床分別在粗加工和半精加工、精加工工況下,加工不同材質(zhì)工件時(shí)的性能進(jìn)行了比較和分析。
粗加工和半精加工
在柔性加工中,粗加工機(jī)床為最終的精加工提供穩(wěn)定的毛坯,因此,粗加工工序是柔性加工線(xiàn)中非常重要的一個(gè)組成部分。選用粗加工工序的原則是:根據(jù)不同的加工材料選用剛性相符合的加工中心。然而,現(xiàn)在仍有相當(dāng)多的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)沒(méi)有重視到粗加工工序應(yīng)該選用何種機(jī)床。
目前,國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體大多采用鑄鐵結(jié)構(gòu)。與進(jìn)口毛坯相比較,國(guó)產(chǎn)毛坯加工余量較大且不均勻,材質(zhì)也不穩(wěn)定。因此,國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)在該工序上使用的機(jī)床應(yīng)該比國(guó)外相同工序上使用的機(jī)床要求相對(duì)高一些。
加工實(shí)例
以完成4108柴油機(jī)粗鏜汽缸孔為例:
缸體材料:HT250
缸孔直徑:110mm
單邊余量:5mm
加工部位:粗銑頂面、粗銑底面、粗銑前后端面、粗鏜汽缸孔
選用A、B、C三種不同性能的機(jī)床進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),機(jī)床的主要參數(shù)如表1所示。
加工工序可選用的刀具材料如下:
1、硬質(zhì)合金涂層刀片:刀片韌性較好、安全可靠、線(xiàn)速度較低、價(jià)格便宜,適用于品質(zhì)較差的毛坯。
2、金屬陶瓷刀片:刀片韌性較差、易崩刃、線(xiàn)速度較高、價(jià)格中等,適用于品質(zhì)較好的毛坯。
由于國(guó)內(nèi)毛坯質(zhì)量不穩(wěn)定,建議選用硬質(zhì)合金涂層刀片;查詢(xún)切削手冊(cè),Vc為150~240m/min,建議選用180m/min的進(jìn)給速度;從工藝上決定粗加工汽缸孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為520r/min。