提高数控加工中心切削效率的途径

赵晓阳

摘要：近年来我国经济高速发展，各行各业的竞争力也越来越大。企业为了提高自身在市场中的竞争力，不得不开始进行技术改革，力求用最少投资获取运行可靠、功能强、精度高的机床。如何提高加工效率是每个加工企业应该思考的重要问题。本文首先对数控加工进行概述，然后针对如何提高数控加工中心切削效率的策略进行探讨，以供参考。

关键词：数控加工；中心切削；提升效率

随着科学技术的发展，各种高科技被广泛运用于各行各业。在制造业当中，数控加工已经成为主要的生产力代表，模具、航空、机械等多方面均发挥着重要的作用。为了进一步提高企业市场竞争力，企业相关人员也在不断思考提高数控加工中心切削效率的方法。目前，工艺安排、切削用量、刀具材料等都是影响切削效率的重要因素，也是困扰我国制造行业的重要问题。

1.数控加工概述

1.1国内外加工中心切削水平的差异

切削速度是影响数控加工中心切削效率的重要因素，在先进国家，其中，机床主轴转速每分钟已经超过三万转，部分甚至高达十万转[1]。而车削、铣削的切削速度也达到每分钟5000到8000转左右。但是，国内的切削速度却远低于先进国家，正常速度仅为先进国家的1/12到1/15左右，导致国内切削效率远远低于先进国家。因此，在国内很多加工企业，如何降低废品率，提高加工效率是一种重要问题。此外，除了切削速度，国内数控加工中心还普遍存在工艺设备不配套、加工光洁度低、刀片跳动量大、刀具精度低等问题，严重影响加工效率。

1.2高速切削工艺在数控加工的优势

数控加工当中，高速切削工艺已经被广泛应用，优势也表现的越来越明显。首先，高速切削可以提高生产效率。在高中切削工艺当中，一般给进率比较大，材料切除效率也能提高3到6倍左右。第二，降低了切削力。在高速切削工艺当中，切削宽度窄、切削深度浅、因此切削力比较小。第三，提高了加工质量。由于切削深度和宽度比较小，工件和刀具的变形量也会随之减小，尺寸的精确性和加工质量也会相应提高。第四，简化了加工工艺流程。高速切削工艺是将材料淬火后直接利用，省去了很多加工步骤，工艺流程被大大简化。

2.提高数控加工中心切削效率的途径

2.1合理选择切削用量

目前，在数控加工当中，高速切削优势较大，生命力较强，是降低成本，提高质量和效率的重要途径[2]。研究表明，当机床的切削速度提高十倍时，切削机理将会发生本质变化，导致切削效率提升，切削力降低，极大程度提高了刀具寿命。为了保证高速切削能力，企业在使用高速切削技术时，应该对切削量进行合理选择，同时，由于材料的被切除面积加大，企业应该尽量选择每英寸直径上刀齿数不小于三的密齿刀具，将刀具每齿的进给量增加，以此延长刀具寿命，增加生产效率。此外，根据各项实验数据表明，当切削线速度每分钟165米，刀具进给速度每分钟341米，每齿的进给量为0.04毫米的时候，刀具的使用寿命在30件左右。而当切削速度达到每分钟350米，刀具进给速度达到每分钟2785米，刀具每齿进给量为0.18毫米的时候，加工效率提高到原来的8～9倍，刀具使用寿命也提高到117件。因此，在高速切削时，合理选择切削量，能够极大程度提高加工速度。

2.2选择性能好的刀具材料

切削刀具在数控机床切削加工当中作用巨大，是必不可少的工具。刀具的质量一定程度上影响了数控机床切削加工效率，因此，选择性能良好的刀具材料是保证切削加工效率和质量的重要环节。由于数控机床切削加工往往速度比较高，刀具与材料接触的过程中，高速下将会产生巨大的热量，因此，制作切削刀具的材料首先应该具备耐磨性，同时还必须保证在高温条件下，硬度不会发生改变[3]。此外，在切削过程中，刀具与材料接触冲击性比较强，想要保证切削质量，冲击韧性、化学惰性和抗弯强度也是必不可少的。选择好制作材料后，还需要选取良好的切削加工、热处理、锻造等工艺，保证刀具不容易发生变形。因此，在市面上，立方氮化硼刀具、聚晶金刚石刀具、陶瓷刀具、硬质合金涂层刀具、金属陶瓷刀具比较多见。

2.3加快涂层技术的开发

在数控机床切削加工当中，刀具起到巨大作用，因此，除了选择性能良好的材料和加工工艺制作刀具以外，在刀具上做好涂层也是提高刀具性能、延长刀具使用寿命的重要手段。自刀具涂层技术问世以来，在加工技术和刀具性能改善方面起到巨大作用。使用涂层的刀具数量已经超过了所有刀具的一半。随着科学技术的发展，刀具涂层技术也在不断发展和创新，但是，依然难以满足现代切削加工的需求。为了进一步增加刀具性能，提高加工效率，加快涂层技术的开发是必不可少的。新的涂层技术研发后，切削刀具性能将会再一次提升。目前，刀具涂层技术正在往新型涂層材料和纳米级超薄超多层方向发展，未来刀具涂层有望成为改善切削刀具性能的主要途径。

3.结语

综上所述，在数控机床切削加工当中，高速切削技术已经成为切削加工的主流。想要提高加工中心切削效率，合理选择切削量、切削速度，选择性能良好的刀具材料并且采用优秀的加工工具，加快刀具涂层技术的开发都是行之有效的手段。在锻造业当中，数控机床切削加工已经成为重要的加工手段，因此，企业应该更加重视切削工艺的进步和发展，实现低沉本、高效率的转变，提高企业在市场的竞争力。

参考文献：

[1]苏振亮.FANUC Oi系统加工中心宏程序的应用[C].低碳智能 持续创新——煤矿机电一体化新技术2014年学术年会论文集.2014：154-156.

[2]李尧，刘强，张伟等.面向制造服务的数控切削数据库系统[J].计算机集成制造系统，2014，20（9）：2221-2230.

[3]杨毅青，徐东东.基于电涡流阻尼器的数控加工振动抑制[J].振动与冲击，2016，15（4）：177-181，187.endprint