UEC111 625 777-02 -行业资讯

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UEC111 625 777-02渠道商介绍,加工中心机床在进行高切削速度的粗加工或者难切削材料（如钛合金、镍基合金、不锈钢）的加工时，切削过程产生的作用力使机床和刀具承受极大负载，机床会发出巨大的噪音，不仅是刀具受不了，机床受不了，估计操作人员也是受不了。

粗加工（强力铣削）期间铣削切削力非常大。根据主轴转速、机床共振频率和切削量（铣削中的切削力），刀具有时可能发生“振颤”。

振颤不是机床本身的缺陷，当刀具稳定性和主轴功率充足时，限制切削性能可以避免振颤，但加工效率也会随之降低。

如何实现**能、稳定的粗加工？我们来看看德国先进的技术。

德国海德汉的数控系统中配备了创新的TNC功能，可以帮助实现动态**的加工过程。包括三项功能：ACC**振颤控制、AFC自适应进给控制、摆线铣削。

一、ACC**振颤控制

大切削力在粗加工中不可避免，特别是加工难切削材料时。周期性的作用力导致刀具与工件间发生振动。振颤是加工过程中振动导致的切削过程动态不稳定的表现。

振颤造成刀具和机床的巨大应力需要避免。振颤的发生与切削参数（切屑厚度、切屑宽度、切削速度等）的选择有关。为了在实际加工中避免振颤，必须减小切削参数（切削深度，主轴转速和进给速率），但也降低了生产力。

海德汉ACC通过减振功能提高振颤发生时的切削速度。ACC通过设备的测量信号检测振颤并用机床的进给驱动回收振动释放的能量。用低于刀具的刀刃结合频率的部分频率范围工作。由于相应刀具几何尺寸对切削力有影响，因此影响引发振颤的特性，允许为每一把刀具配置一组单独的参数集。

通过用不同铣刀对大量不同材质的铣削实验，实验证明振颤是限制加工性能的因素。ACC功能可显著提高金属切除速度（可达25%以上），此外避免振颤还能大大减轻刀具和机床受力。因此可以提高刀具使用寿命并对机床部件的使用寿命产生积极作用（主轴，导轨，滚珠丝杠和轴承）。

Bill Minello是加拿大Windsor Mold集团的加工经理，当他在汉诺威参观EMO展会了解到海德汉TNC数控系统的ACC功能时，兴奋地说他找到了所遇难题的解决方案。

Bill Minello（左三）和他的员工Jerry、Ed、Karen他想进一步验证ACC功能。测试结果大大超出这位加拿大人的想象。之后，机床制造商为Windsor Mold集团的**台机床配置了ACC功能。这位模具专家自己进行测试，进一步证明了ACC的功效。

加工测试中，他们先选用较大的主轴负载执行4 mm的进给，未开启ACC，加工噪音非常大；将进给轻微增加到4.5 mm，仅几秒钟就不得不停止了测试，以免损坏机床。**ACC功能后，进给量逐渐增加到7 mm时才听到轻微噪音。“粗加工后的表面没有明显刀痕。这说明ACC**减小了振动，”Bill Minello说。

未启用ACC功能时，4 mm进给的测试加工效果

启用ACC功能时，7 mm进给的测试加工效果

二、AFC自适应进给控制

AFC自适应进给控制可根据主轴功率和其它工艺数据优化进给速率，确保**可能进给速率，因此能提**率。

加工前，定义主轴功率的**值和最小值。主轴**功率值由TNC在数据获取切削中记录取得。然后，自适应进给控制功能连续比较主轴功率与基准功率，并在整个加工过程中尽可能调整进给速率保持使用基准功率。

TNC自适应进给在小切削加工部位处可以提高进给速率，因此能缩短加工总时间；不断监测当前进给速率所需的主轴功率，如果刀具变钝的话，主轴功率将增加，TNC降低进给速率。

一旦进给速率低于所定义的最小值，TNC停止系统工作，显示报警信息或用备用刀换刀，因此可以避免断刀后或刀具磨损后发生进一步损伤；当超过**允许主轴功率时，主动降低进给速率到基准值，因此能减轻机床应力和磨损，**防止机床主轴过载。

三、摆线铣削

立铣刀全刀刃铣削槽时，由于刀具与工件之间形成180°的接触面使作用力非常大，可造成刀具弯曲，因此造成槽内几何误差。为获得所需部件精度，轴向切削深度通常限制在刀具直径的一半。那么，粗加工深槽时需要多次耗时的加工步骤。

TNC摆线铣削用一种加工方式完整加工所有类型的槽，减小刀具和机床受力，粗加工过程是一个圆弧与直线运动的叠加运动。

摆线铣削时还允许大切削深度，因为主要切削条件不增加磨损和刀具断裂可能性。大多数情况下，可以用铣刀的整个长度实现单刀刃的更高切削量。沿圆弧切入工件的刀具径向受力小。因此机床的机械受力小和避免机床振动。如果这种铣削方式与自适应进给控制（AFC）选装项一起使用将可节省大量时间。

被加工槽在轮廓子程序中用轮廓链描述。带单独循环中定义槽尺寸和切削数据。在后续精铣加工中可以很容易切除槽的剩余余量。

用传统方式加工该槽时，刀具在槽的中心位置切入。由于（材质或铣刀）技术特点，每次切削只切除所需深度的四分之一。达到所需深度时，再用一个加工步骤扩大槽宽到所需宽度（绿色线）。线条颜色代表实现的进给速率。

作为比较，对同一个槽用摆线铣削方式和自适应进给控制（AFC）功能加工。摆线铣削对刀具和机床有突出的保护作用，单独使用时的加工速度优势不明显。而速度是AFC功能的用武之地。在圆弧铣削加工的非切削运动中，AFC大幅提高进给速率，一旦刀具与被加工材料接触立即减少进给速率。通过该加工举例可见，动态**功能显著缩短了加工时间。

动态**TNC功能适用于大切削力和大金属切除速度的任何加工过程，包括常规的粗加工，也包括难切削材料的加工，例如钛合金，耐蚀镍基合金钢（例如Inconel）和其它许多模具制造、航空航天、医疗器械和能源行业中常用的材料。

资讯来源：汕头罗克自动化