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高速铣削加工效率的一般计算与分析

.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:

          Zwv×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*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*大转速和*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:

         ZW/t 2

 

          式中:W——切削过程总的金属去除量(cm3)t——切削时间(min)(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某零件,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12个等级。

        用单位时间内的金属去除量ZW/tcm3/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。

        对于上述零件的高速铣削过程,由式(2)算得的Z值为:

        Z(高速)=W/t25.296cm3/min

 

        按照传统切削理论即按式(1)计算得:

 

         Zw=πDn/1000×100×vf/n×0.1×ap×0.1376.8cm3/min

 

        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

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