提高切削加工效率的途径

提高切削用量以提高材料切除率,是提高切削加工效率的基本途径。常用的高效切削加工方法有高速切削、强力切削、等离子弧加热切削和振动切削。

高速切削

一般指采用硬质合金刀具所能达到的切削速度的切削加工。磨削速度在45m/s以上的切削称为高速磨削。采用高速切削(或磨削)既可提高效率,又可减小表面粗糙度。用硬质合金刀具高速车削普通钢材的切削速度可达200m/min；用陶瓷刀具可达500m/min；用金刚石刀具车削有色金属的切削速度可达900m/min。实验室中试验的超高速切削的速度可达4000m/min以上。60年代以来,磨削速度已从30m/s左右逐步提高到45、60、80以至100m/s；实验室中的磨削速度已达200m/s。高速切削(或磨削)要求机床具有高转速、高刚度、大功率和抗振性好的工艺系统；要求刀具有合理的几何参数和方便的紧固方式,还需考虑安全可靠的断屑方法。

强力切削

指大进给或大切深的切削加工,一般用于车削和磨削(见缓进给磨削)。强力车削的主要特点是车刀除主切削刃外,还有一个平行于工件已加工表面的副切削刃同时参与切削,故可把进给量比一般车削提高几倍甚至十几倍。在一般机床上,只要功率足够和工艺系统刚度好就可实行强力切削。与高速切削比较,强力切削的切削温度较低,刀具寿命较长,切削效率较高；缺点是加工表面较粗糙。强力切削时,径向切削力很大,故不适于加工细长工件。

等离子弧加热切削

利用等离子弧的高温把工件切削区的局部瞬时加热到800～900℃的切削方法,常采用陶瓷刀具,适用于加工大件。切削时要根据工件的材质、尺寸以及切削速度、切削深度和进给量来调整等离子弧的加热强度。适当调整后,可使工件已加工表面的温度保持在150℃以下而不致发生金相组织变化。这种方法适于加工淬硬工件和难加工金属材料的切削。材料切除率可提高2～20倍,成本降低30～85%。

振动切削

沿刀具进给方向附加低频或高频振动的切削加工,可以提高切削效率。低频振动切削具有很好的断屑效果,可不用断屑装置,使刀刃强度增加,切削时的总功率消耗比带有断屑装置的普通切削降低40%左右。高频振动切削也称超声波振动切削,有助于减小刀具与工件之间的摩擦,降低切削温度,减小刀具的粘结磨损,从而提高切削效率和加工表面质量,刀具寿命约可提高40%。

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