使用最少刀具实现高效加工

   对于有孔零件的加工，选用高速加工中心将能明显地节约加工时间和降低加工成本，进行高效率加工。有时工件本身所具备的不利因素，可能使不同零件的可加工性能受到限制，但是机床的高进给速度切削和实行快速换刀，则一定能极好地减少切削时间，使整个加工时间减少，因而提高生产效率。 

   但是，这种为提高生产效率而进行的高速加工就是最好的解决方案吗？ 

   也不一定，机床制造商Toyoda公司代表说。选用直线电动机代替回转电机和滚珠丝杠的加工中心，能发挥高效率加工(内孔)的优势。因为它能使用立铣刀通过铣圆方式在高切削速度下加工出高精度内孔，效果与镗孔等加工方式相媲美。使用一个刀具能有效地加工出许多不同直径的内孔，那将使机床的加工效率、加工能力和经济性得到很好地改善。 

   由Toyoda公司生产的卧式加工中心，设计有滚珠丝杠与直线电机两种快速驱动方案。尽管直线电动机具有制造成本过高的缺点，而装备高质量的滚珠丝杠机床也能有效地提高进给速度。但是在装备有直线电动机的加工中心上进行圆周铣削，将能充分地发挥直线电动机的高进给速度和高精度的优势。 

   当某一加工中心中的几个直线运动轴由滚珠丝杠－螺母付驱动时，回转电机、滚珠丝杠和传动链构成一个在电机反转时使滚珠丝杠－螺母间产生侧向间隙和使滚珠丝杠产生微小弯曲度变形的机械联动系统。而侧向间隙和微小弯曲度变形在加工中都将引起轴向运动误差。 

   这种轴向运动误差会在圆周铣削中降低内孔加工精度。这是因为在铣削中，X轴和Y轴在圆周进给时，都需要进行反向进给。进给速度增加，产生的轴向运动误差也随之增大。结果就会使加工孔的圆度超差而无法使用。所以，需要开发出更好的孔加工方法。 

   装备直线电动机的机床不会象装备滚珠丝杠的加工中心那样在反向运动中产生加工误差。在直线电动机驱动下，刀具沿着各轴实行高精度的直线运动。因此，装备直线电动机的机床可以在高进给速度下铣削出高精度内孔。其加工速度和精度均能与镗削孔的精加工方法相比。 

图示的圆度测量轨迹是在装备直线电动机的加工中心上，选择20m/min(粗铣)和 7m/min(精铣)切削用量加工的直径为55mm的内孔。以同样条件在滚珠丝杠驱动加工中心上加工同样的孔，在X或Y为0点，也就是说在轴反向的点上，其圆度测量轨迹可能出现特殊的错误尖点。

Toyoda公司的客户经理Frank Petravicius总结出采用圆周铣削法加工内孔还具有以下好处： 

生产成本 选择普通的方法加工内孔，需要根据加工孔直径的大小选择不同大小直径的刀具，例如钻头、铰刀等。而选择圆周铣削方法，可只用一把立铣刀代替许多把刀具。即只需要购买很少的刀具去库存，极大地减少刀具消耗，降低生产成本。 

加工周期 在快速加工的机床上，多次换刀需要花费很多辅助时间。每把刀具的替换需 要停机进行，所以减少切削时间。但是如果只使用一把刀具又能进行多种加工，进行大孔到小孔的加工，那就会减少切削时间减少辅助时间，缩短了生产周期。 

加工精度 每一把刀具的替换，都会增加一次产生加工误差的机会。刀具替换的次数越多，产生的加工误差越大。使用两把不同的刀具安装在两个不同的刀夹上然后再插入机床主轴，会产生很大的误差。尤其是对于加工高精度零件，选择什么样的加工方法就显得更为重要。而且如果使用一把刀具不用替换地进行着多功能加工，则就减少了加工误差，就必然提高了加工精度。