提高加工效率：增加切深

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　　从提高加工效率的角度来考虑，增加切深恐怕是非常值得考虑的一个方法。其重要原因之一，是实验表明，切削深度一旦等于进给的10倍，再增加切深对刀具耐用度的影响将极小。而如果是提高切削速度，改变切削速度会使刀具耐用度以近两倍的速度变化；如果改变进给，也可使刀具耐用度有大致相等的改变。

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　　因此，在我们大批量生产模式的毛坯还不能实现所谓“净尺寸化”的时候，提高切深是既能实现高效率的生产节拍，又不致使刀具费用大幅度上升的一个两全其美的选择。 我在肯纳大学讲课的时候，分析过一组加工数据，应该可以说明一些问题。

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　　那个例子是使用切削速度Vc=152m/min，进给f=0.254mm/r，切削深度ap=2.54mm的规范，分3次走刀加工一个零件，该刀具的耐用度为10min。第一个方案是维持切削速度Vc=152m/min和进给f=0.254mm/r，将切削深度ap提高到3.81mm，也就是将3次走刀减少到2次走刀，结果是刀具耐用度减少到8min，即刀具的时间耐用度降低20%。但这个方案是金属去除率增加50%，也就是说原来30秒钟干的活，现在只需要20秒钟，原来10分钟的刀具耐用度干20个活，现在8分钟耐用度24个活，刀具的件数耐用度提高了20%。我们可以说是提高了50%的加工效率，和20%的刀具耐用度。

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　　第二个方案是维持切削速度Vc=152m/min，把进给和切深同时提高：提高进给到f=0.38mm/r，提高切削深度到ap=3.8mm(也是2次走刀)，这时加工效率大大提高(金属去除率增加100%)，但耐用度减小60%，即刀具的时间耐用度下降到4min。也就是说原来30秒钟干的活，现在只需要15秒钟，原来10分钟的刀具耐用度干20个活，现在4分钟耐用度16个活(下降20%)，如果不考虑机床开动的费率，这似乎不尽理想。

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　　第三个方案是在提高进给和切削深度的同时，适当降低切削速度。我们在使用第二个方案的进给和切深(进给f=0.38mm/r，切削深度ap=3.8mm，也是2次走刀)的情况下，把切削速度调整到Vc=107m/min。这时的加工效率比原来的有所增加，金属去除率增加70%，也就是说原来30秒钟干的活，现在只需要17.65秒钟。而刀具的时间耐用度不变，依然为10min。也就是说原来10分钟耐用度干20个活，现在10分钟耐用度可以干34个活。我们可以说是提高了70%的加工效率，和70%的刀具耐用度。

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　　第四个方案是在提高进给和切削深度的同时，进一步降低切削速度，以维持原有生产节拍。这个方案的切削规范是：切削速度Vc=70m/min，进给f=0.38mm，切削深度ap=3.8mm(2次走刀)。此时的材料去除率比原始方案增加3%，应该说基本没有变化，但刀具的时间耐用度17min，即耐用度增加70%。 从这几个改进方案来看，我本人比较倾向于第二个方案和第三个方案。

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　　第二个方案提高了加工效率，尤其适合那些生产任务特别繁忙的企业。它可以100%的提高加工效率，又使刀具成本不致上升太多。 第三个方案在适度提高加工效率的同时，又提高了刀具耐用度，对大部分企业来说，也许真是一个两全其美的好方案。

　　当然要增加切深，还需要看刀具本身的承载能力。对于可转位刀具来说，切削力通过刀片传递给刀体(或许中间还有刀垫或其它元件)，再由刀体传递给机床。在相当多的场合，刀片由于脆性相对较大，常常成为力传递过程中最容易受到破坏的一个环节。因此，应该选择在承受切削力方向上尺寸较大的刀片或结构，立装刀片应该比较合适。同时要考虑刀片与刀体的结合方式，尤其在使用所谓“双面刀片”时更是如此。【MechNet】

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