高速切削應(yīng)用中的參數(shù)
制造經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究成果表明，刀具費(fèi)用一般只占零件制造成本的3%～5%，但由于采用先進(jìn)刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)所帶來的整體生產(chǎn)效率的提高可達(dá)20%～30%，因此采用高速高效切削是提高生產(chǎn)率最經(jīng)濟(jì)的途徑之一。當(dāng)然，機(jī)床的性能參數(shù)、剛性和動(dòng)力性均應(yīng)適應(yīng)高速切削的要求。
2. 采用多刀加工縮短基本時(shí)間
縮短工序基本時(shí)間的另一個(gè)途徑是采用多刀同時(shí)對不同表面進(jìn)行加工。組合機(jī)床及自動(dòng)線至今仍是生產(chǎn)效率最高的一種加工方式，其原因之一就是采用了多面多刀對零件的多個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行加工的緣故。目前采用組合機(jī)床自動(dòng)線加工鋁合金殼體零件，節(jié)拍可達(dá)到16s，加工鑄鐵殼體零件節(jié)拍可達(dá)27s。在產(chǎn)量足夠大而產(chǎn)品品種單一（或少）、相對固定的情況下，組合機(jī)床自動(dòng)線仍然是獲得高效率的最佳選擇。此外，還有多砂輪磨削、多軸
加工中心等，都是實(shí)現(xiàn)多刀同時(shí)加工的優(yōu)選設(shè)備。
在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸加工中，車－車?yán)透咚偻忏姍C(jī)床及刀具（見圖1、圖2）的發(fā)明給曲軸加工帶來了革命性的進(jìn)步。利用一臺(tái)外銑機(jī)床就可以加工曲軸的主軸頸、連桿頸、平衡塊外圓及曲柄側(cè)面，采用多刀盤車－車?yán)瓩C(jī)床可以一次加工所有的主軸頸或同一相位的連桿軸頸，數(shù)十倍地提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
圖1 曲軸車－車?yán)毒?/P>
圖2 曲軸外銑刀盤
縮短輔助時(shí)間
以往，輔助時(shí)間占單件工序時(shí)間的70%以上，雖然隨著各種縮短輔助時(shí)間方法的采用以及自動(dòng)控制技術(shù)的提高，輔助時(shí)間至今仍占工序時(shí)間的50%左右?？s短輔助時(shí)間的具體措施主要有：
1. 機(jī)床采用回轉(zhuǎn)式、往復(fù)式工作臺(tái)，一個(gè)工位進(jìn)行切削加工的同時(shí)，另一個(gè)工位同時(shí)進(jìn)行零件裝卸。
2. 提高機(jī)床的快速移動(dòng)速度和回轉(zhuǎn)速度?，F(xiàn)代數(shù)控加工中心越來越多地采用直線電機(jī)，X、Y、Z軸的移動(dòng)速度都在60m/min以上，不少設(shè)備已超過100m/min，而加速度一般在1g左右，高檔加工中心已達(dá)1.5～2.0g，甚至更高。
3. 采用各種快換刀柄及換刀機(jī)械手實(shí)現(xiàn)快速換刀。HSK快換刀柄的廣泛應(yīng)用不但提高了高速加工中刀具的安裝精度，而且它與快速換刀機(jī)械手配合，可使加工中心的換刀時(shí)間縮短到1～2s。
4. 采用機(jī)外調(diào)刀、機(jī)上自動(dòng)對刀等裝置，縮短用鈍刀具更換的調(diào)刀時(shí)間。
5. 采用復(fù)合刀具，如復(fù)合鉆擴(kuò)刀、復(fù)合鉆鉸刀、組合鏜刀和復(fù)合擴(kuò)鉸刀等，使零件在一次裝夾、一次換刀中完成多個(gè)加工表面的或同一加工表面的不同加工內(nèi)容。圖3所示的復(fù)合刀具上同時(shí)具有鉆孔、鏜削和倒角的功能，可大大減少換刀次數(shù)和時(shí)間。
圖3 復(fù)合鉆、鏜刀
6. 數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床是近年來機(jī)床發(fā)展的方向之一。各種多主軸、多刀架不同工藝和工序組合的復(fù)合機(jī)床發(fā)展迅速，各種車削中心、磨削中心、銑車中心和多軸聯(lián)動(dòng)加工中心（見圖4）應(yīng)運(yùn)而生。一個(gè)工件在一臺(tái)機(jī)床一次裝夾中就能完成車、銑、鉆、鉸、攻絲、磨削以及鏜等多種工藝，甚至可以完成一個(gè)工件的全部加工內(nèi)容，減少了工件上下料和多次裝夾的時(shí)間。
圖4 工作中的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心
7. 采用液壓、氣動(dòng)快速夾緊的夾具，采用各種加工過程中自動(dòng)檢測的量儀，縮短裝夾及測量等輔助性時(shí)間。
8. 采用各種形式的自動(dòng)、半自動(dòng)上下料裝置及機(jī)械手。
縮短技術(shù)服務(wù)和組織服務(wù)時(shí)間
技術(shù)服務(wù)和組織服務(wù)時(shí)間雖然不是在生產(chǎn)每一個(gè)零件時(shí)都會(huì)產(chǎn)生，但它的長短也會(huì)對工序生產(chǎn)效率產(chǎn)生一定的影響。這部分時(shí)間與生產(chǎn)管理有關(guān)，縮短這兩部分時(shí)間的途徑主要有：
1. 合理安排刀具換刀時(shí)間，在選擇刀具與確定切削參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮所采用刀具的壽命與所確定的換刀時(shí)間相適應(yīng)。一般盡量將換刀時(shí)間安排在交班或休息時(shí)間，盡量使所有的刀具壽命與所確定的換刀時(shí)間相同或?yàn)樗谋稊?shù)，這樣可避免在零件加工過程中頻繁停機(jī)換刀。
2. 采用標(biāo)準(zhǔn)的刀柄，盡量采用線外調(diào)刀，以最大限度地減少換刀時(shí)的機(jī)床調(diào)速時(shí)間。
3. 配備排屑裝置和防護(hù)裝置，使切屑有序地排入切屑箱中，防止切屑及冷卻液四處飛濺。采用大流量冷卻與沖屑，實(shí)現(xiàn)冷卻液集中供排，切屑集中收集。
結(jié)論
提高生產(chǎn)效率不僅是工藝?yán)砟畹母?，也是管理理念的提升。在采用先進(jìn)刀具、機(jī)床實(shí)現(xiàn)高速高效切削的同時(shí)，還要應(yīng)用相關(guān)技術(shù)和管理手段，優(yōu)化整個(gè)加工過程，采用多樣化的途徑實(shí)現(xiàn)加工效率的提高，實(shí)現(xiàn)從高速切削到高效切削再到高效加工的最終目標(biāo)。
