重型切削时,例如粗加工和难加工材料的加工,要求更高材料切除速度和更高加工安全性,同时要 求机床和刀具负载更小,这些要求需要用ACC(有效振颤控制)、AFC(自适应控制)和摆线铣削功能。北美、法国和德国多特蒙德加工技术学院的用户证实这 些功能能很好地满足这些要求,动态高效的表述准确到位。
利用主轴功率
北美的Windsor Mold集团公司难以在加工中充分利用52kW的主轴功率,因为用六刃端面铣刀(80mm直径)铣削端面时,如果轴向进给量为4.5mm或更大时,就发生 振颤。现在,机床制造商激活ACC功能后,进给驱动的进给量增加到7mm,进给速度和主轴转速保持不变,充分避免了振颤。因此,高性能主轴利用率更好,材 料切除速度提高约55%。此外,尽管进给量加大,但ACC降低了振动幅值,因此保护了刀具和机床。
地面振动时…
法国COUSSO公司也有振颤问题,这是一家法国航天航空供应商,公司位于法国图卢兹。COUSSO在一台机床上执行指定的加工,由于加工振颤导致整个加 工车间地面振动,加工一个整体钛零件后刀具即严重磨损。现在,仍用指定的加工参数,ACC功能避免了振动,将振动减小到最小程度。加工车间地面再无振动, 刀具使用寿命显著延长,远不止只能加工一件工件。
科学验证
多特蒙德ISF(加工技术学院)对摆线铣削和AFC的动态高效功能进行了详细科学研究。在他们的测试中,专家们用相同宽度与深度但每次用不同加工方式粗加 工三个型腔。加工所有三个型腔的刀具都是硬质合金端铣刀,用相同时间加工全部三个型腔,以此确定型腔长度。因此,不同型腔长度直接反映材料切除速度不同:
■常规铣削方法,测试中完整切削和部分切削的型腔长度为35mm。
■摆线铣削方法,相同时间内加工的型腔长度为45mm。另一项改善是整个切削长度内的铣刀磨损均匀,因为Z轴方向是完整进给。
■摆线铣削与AFC共同使用对切削性能的提升更明显。AFC显著提高了摆线铣削中空刀半圆运动的进给速率,这使型腔长度增加到55mm。
图2:铣削方式比较:标准铣削(上图),摆线铣削(中图)和摆线铣削与AFC共同使用(下图)。