为维持高刀具耐用度和改善加工质量,切削加工钛合金材整体构件,一般要求刀具接触弧系数≦40%,在使用较高切削速度(≧120m/min)时则通常要求刀具接触弧系数≦15%,普通钢则可达50-100%。刀具接触弧系数定义为刀具切削宽度WOC(径向切深,Radial Depth of cut)和刀具直径D比值之百分数。此外,工业实践表明:当刀具接触弧系数≦25%时,切削速度可增加50%,而当刀具接触弧系数≦10%时,切削速度可增加100%。
这儿,mrr:金属切除率,cm3/min;ae:切宽WOC,mm;ap:切深DOC(轴向切深,Axial Depth of cut), mm;fZ :,每齿进给量,mm/刃转;z:刀齿数; n:主轴转速,r/min;PS:主轴功率,kW;T:主轴转矩,Nm;MRF:金属切除指数(metal Removal Factor),cm3?min-1/kW;SPF:主轴功率指数(Spindle Power Factor),kW/cm3?min-1;且F = n fZ z (mm/min),F为加工进给率。
尽管应用高速切削加工可实现干切削或可采用MQL技术,使得数控加工机床配置液压冷却润滑系统目前成为一个有争议的技术问题。但是,为了有效提升设备加工生产率,延长设备与刀具使用寿命,改善零件加工质量,绝大多数高速数控机床仍设计配置有完善的液压冷却润滑液系统,特别是用于钛合金等难加工材结构件的HEM-HSM加工的高速数控MC机床,通常设计有高压大流量(High Pressure High Volume,HPHV)液压冷却润滑系统。HPHV系统一般包括直接贯通主轴/刀具高压冷却系统(High Pressure Through Coolant,HPTC),通过多个外部喷嘴喷射的外喷式切削刀具和工件的高压冷却系统,以保持主轴良好运行性能,快速冷却刀具工件和冲排切屑,提高零件加工质量,增加刀具使用寿命。高速数控加工机床液压冷却润滑系统典型为200?800psi(1.38?5.5MPa),25?80L/min。而采用HPHV冷却润滑系统的*高速数控机床,要求大于720psi(5MPa),常用工业标准为 1,000?2,000psi(7?14MPa),当压力为1,000psi时,一般要求流量不低于30L/min(8glm)。限于篇幅,本文对此不作进一步分析讨论。