【編者按】在鈦材料加工中，為了使刀具系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化耗憨，獲得最大的金屬切除率，需要特別關(guān)注提供切削力輸出的機(jī)床性能怕收、切削刀具的切削刃與工件接觸部位的特性以及機(jī)床與刀具的聯(lián)接部位——主軸聯(lián)接裝置。

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　　如果能夠在購(gòu)買大型的特殊材料加工設(shè)備時(shí)運(yùn)用變速自行車的類比原則舆瘪，就能取得更好的效果片效。人們購(gòu)買變速自行車是為了娛樂或鍛煉，但在騎行的時(shí)候英古，卻總是使用感覺最舒適的兩三個(gè)變速檔位淀衣。環(huán)法自行車賽運(yùn)動(dòng)員和其它經(jīng)過良好訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員既關(guān)注賽車的各個(gè)部件（車架、腳蹬召调、傳動(dòng)裝置膨桥、車輪等），同時(shí)又利用各個(gè)部件的優(yōu)勢(shì)唠叛，以獲得賽車無論是在爬坡時(shí)只嚣，還是在平地騎行時(shí)最大功率的輸出。
    　對(duì)于許多加工車間而言艺沼，加工高強(qiáng)度的高溫合金工件就如爬坡一般艱難册舞。為了解決這個(gè)問題，機(jī)床制造商將銑床和車床的剛性提高澳厢，改善主軸的減震性能和機(jī)床構(gòu)架的尺寸环础，并提高了馬達(dá)的性能。這些措施是為了能夠提供所需的大切削力姊康，同時(shí)減少有害的機(jī)床振動(dòng)，以避免工件加工質(zhì)量的降低和縮短刀具使用壽命幌蹈。在鈦材料加工中碎瓢，為了使刀具系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化，獲得最大的金屬切除率转迷，需要特別關(guān)注提供切削力輸出的機(jī)床性能戴仁、切削刀具的切削刃與工件接觸部位的特性以及機(jī)床與刀具的聯(lián)接部位——主軸聯(lián)接裝置。機(jī)床制造商三井精機(jī)（Mitsui Seiki）公司與刀具及刀柄產(chǎn)品供應(yīng)商肯納金屬共同合作乞易，對(duì)鈦材料（Ti-6Al-4V）工件進(jìn)行了加工測(cè)試贱僚。測(cè)試使用的機(jī)床為Mitsui Seiki HPX63 CNC臥式加工中心，4把支肯納金屬刀具產(chǎn)品毕蠢，每把刀具都采用KM4X 100主軸聯(lián)接裝置吝沃。
    機(jī)床
    HPX63機(jī)床的最大加工直徑為1050mm，最大工件高度（Y軸）為1050mm雁唁，X軸行程為1000mm俱竭，Z軸行程為900mm，托盤尺寸為630mm。B軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速可達(dá)12rpm谋减，具有扭矩大牡彻、加速快的特點(diǎn)。移動(dòng)速度可達(dá)32m/min出爹，加速度/減速度為0.5G庄吼，切削進(jìn)給率為12m/min。
    該機(jī)床專為精密加工而設(shè)計(jì)严就，采用的冶金工藝使鑄件具有最大的剛性霸褒，主軸箱軸向滑軌經(jīng)過淬火、磨削盈蛮、手工刮磨處理废菱，定位精度和重復(fù)定位精度為0.001mm。三井機(jī)床的主軸裝置能對(duì)溫度變化進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償抖誉，不需要“熱機(jī)”時(shí)間殊轴。這家公司提供多種主軸選擇方案，以滿足用戶選擇直接傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的需要以及對(duì)不同扭矩和轉(zhuǎn)速的需要袒炉。
    總之旁理，HPX63機(jī)床具有良好的堅(jiān)固性、剛性和精確性思早，非常適合對(duì)鈦个宾、鉻鎳鐵合金、工具鋼包萧、不銹鋼以及鋁材料的加工颁音，適用于航空航天行業(yè)、能源行業(yè)荠划、壓縮機(jī)恕下、模具、夾具及工裝設(shè)備刘纸、汽車原型零件制造以及通用高精度加工桥庵。
    主軸聯(lián)接裝置
    為了使刀具系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化，要求主軸聯(lián)接裝置能夠最大化地傳遞機(jī)床功率侈滚。市場(chǎng)上多數(shù)刀具產(chǎn)品為整體式刀具氯鲫，主軸夾緊力相對(duì)較低。由于聯(lián)接裝置的剛性非常有限坞角，并且徑向配合需要保持在最小規(guī)定值內(nèi)倾祈。為了獲得穩(wěn)定的端面接觸性能，需要非常緊密的公差等級(jí)憨琳，因此加工成本大幅上升诫钓。盡管有的聯(lián)接裝置可以傳遞大功率扭矩，但在達(dá)到最大扭矩之前，切削力產(chǎn)生的彎矩可能已經(jīng)超過聯(lián)接裝置能夠承受的極限菌湃。
    肯納金屬公司生產(chǎn)的KM4X是新一代的KM主軸聯(lián)接裝置问拘。該裝置的三面接觸設(shè)計(jì)提高了穩(wěn)定性，優(yōu)化了夾緊力的分布和過盈配合惧所，因此骤坐，裝置的抗彎矩性能是其它刀柄系統(tǒng)的3倍。在測(cè)試切削加工中下愈，HPX63配備了大扭矩高功率的主軸裝置纽绍，最大功率為26/22kW，最大扭矩為1082 Nm势似。KM4X 100主軸聯(lián)接裝置可形成85 kNm的夾緊力拌夏，是HSK100裝置的2倍多，是BT50裝置的3倍（這兩個(gè)裝置的夾緊力分別是40kNm和25kNm）履因。
    切削刀具
    在測(cè)試中使用了四把不同的切削刀具辰诉，分別是：一把帶7個(gè)方形可轉(zhuǎn)位刀片、直徑203.2mm的端面銑刀越客；一把帶7個(gè)圓刀片相同直徑的端面銑刀敏袄；一把直徑76.21mm、長(zhǎng)度228.6mm的玉米銑刀（HARVI Ultra）瀑兜，帶有5個(gè)螺旋排坚为，每個(gè)螺旋排上有11個(gè)刀片；一把直徑125mm按翅、帶有6個(gè)可轉(zhuǎn)位刀片的平底可轉(zhuǎn)位鉆頭（FBI）尿绕。
    由于機(jī)床和主軸具有充足的功率輸出，并且主軸聯(lián)接裝置有卓越的夾緊力输跑，因此測(cè)試加工結(jié)果非常出色桂葛。方形刀片端面銑刀的金屬切除率達(dá)到了88.74cm2/min，主軸速度為64 min-1营将，切削深度為12mm，切削寬度為45mm那岁，進(jìn)給率為164.3mm/min冗美。在主軸速度為73 min-1、切削寬度177.8mm析二、切削深度3mm粉洼、進(jìn)給率88.9mm/min的條件下，圓形刀片端面銑刀的金屬切除率為47.42cm2/min叶摄。HARVI Ultra玉米銑刀可同時(shí)進(jìn)行X軸和Y軸方向的切削属韧，在主軸速度為171min-1、進(jìn)給率為101.6mm/min、切削深度為40mm宵喂、切削寬度為76.21mm條件下糠赦，其最大金屬切除率可達(dá)309cm2/min。FBI鉆頭在鈦材料工件上鉆了一個(gè)平底孔锅棕，在主軸速度為102min-1拙泽、進(jìn)給率10.2mm/min、孔徑125mm的條件下裸燎，金屬切除率為125.2cm2/min顾瞻。在鉆完第一個(gè)孔后，將工件在主軸上旋轉(zhuǎn)45°角再鉆出一個(gè)斜孔德绿，斜孔穿過第一個(gè)孔的鉆孔邊緣處株速。盡管加工過程為嚴(yán)重?cái)嗬m(xù)切削，但機(jī)床和鉆頭都表現(xiàn)出良好的性能彻盐。
    性能最優(yōu)化
    與常規(guī)型或通用型機(jī)床相比唉箩，HPX63在加工鈦合金工件的金屬切除率可提高1.5－2倍。KM4X主軸聯(lián)接裝置有足夠的夾緊力并采用過盈配合方式印姑，加工時(shí)可采用更高的轉(zhuǎn)速窖夸，扭矩輸出最大化。機(jī)床的加工效率和刀具的切削性能都得到顯著提升狮贪。
    此外杂员，KM4X100主軸聯(lián)接裝置的性能可以達(dá)到HSK125的性能水平。不僅如此尾杆，還可避免使用超長(zhǎng)主軸设塑、大型換刀臂、大型刀具庫(kù)以及其它會(huì)增加機(jī)床占地面積裝置的因素狗丙。使用正確的刀具和主軸聯(lián)接裝置可以減少機(jī)床的尺寸譬奈，并在鈦材料和其它難切削合金材料加工中顯著提高加工效率。主軸聯(lián)接裝置可以確保刀具的性能達(dá)到最大化暇昂，可以充分發(fā)揮切削刃莺戒、銑刀、鉆頭和車刀的性能急波，提高加工效率从铲。
    Mitsui Seiki機(jī)床具有超長(zhǎng)的耐用性，在長(zhǎng)時(shí)間重型加工條件下仍具有超長(zhǎng)的使用壽命澄暮，可以大大提高客戶的加工效率名段。機(jī)床的制造質(zhì)量越高，機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)成本就越低泣懊，因?yàn)榭蓪C(jī)床的停機(jī)時(shí)間降至最低伸辟。

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