數(shù)控車床切削用量選擇與計算

崔林

摘 要 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用 量包括切削速度、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。

關(guān)鍵詞 切削用量 背吃刀量 進給速度

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A

切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。數(shù)控加工中選擇切削用量時，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。

1切削用量的選擇原則

總的要求：保證安全，不致發(fā)生人身事故或設(shè)備事故;保證加工質(zhì)量。在上述 ?兩項要求的前提下充分發(fā)揮機床的潛力和刀具的切削性能，選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)率;不應(yīng)超負荷工作，不能產(chǎn)生過大的變形和震動。

粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本;半精加工和精加工時， 應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明 書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。從刀具的耐用度出發(fā)，切削用量的選擇順序是：先確定背吃刀量，其次確定進給量，最后確 定切削速度。

2切削用量選擇方法

2.1背吃刀量aP（mm）的選擇

粗加工（Ra10～80 m）時，一次進給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率機床上，背吃刀量可達8～l0mm。半精加工（Ra1.25～l0 m）時，背吃刀量取為0.5～2mm精加工（Ra0.32～1.25 m）時，背吃刀量取為0.2～0.4mm。

2.2進給量f（mm/r）和進給速度（mm/min）的選擇

根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊選取。 實際操作加工時，需要根據(jù)公式vf=nf轉(zhuǎn)換成進給速度。

（1）當工件的質(zhì)量要求能得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度，一般100～200mm/min。

（2）在切斷、加工深孔或 用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。

（3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。

（4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以采用該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。

2.3主軸轉(zhuǎn)速S（n）或切削速度vC（m/min）的選擇

（1）在非車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速，主軸的轉(zhuǎn)數(shù)的確定方法，其他與普通車削加工一樣，應(yīng)根據(jù)零件被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的簽約速度來確定，在實際生產(chǎn)中，主軸的轉(zhuǎn)數(shù)可以根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度?？捎媒?jīng)驗公式計算，也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗在機床說明書允許的切削速度范圍內(nèi)查表選取或者參考有關(guān)切削用量手冊選用。 在選擇切削速度時，還應(yīng)考慮以下幾點：

①應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域;

②斷續(xù)切削時，為減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當降低切削速度;

③在易發(fā)生振動的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動的臨界速度;

④加工大件、細長件和薄壁工件時，應(yīng)選用較低的切削速度;

⑤加工帶外皮的工件時，應(yīng)適當降低切削速度。

（2）車削螺紋時的主軸轉(zhuǎn)數(shù)在加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速，只要能保證每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主軸進給軸（多為z軸）方向位移位移一個螺距即可，不受到限制，但數(shù)控車螺紋時會受到以下幾方面的影響：

①以螺紋加工程序段中指令的邏輯值相當于已經(jīng)給量f（mm/r）表示的進給速度，如果將機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進給速度（mm/min）則必定大大超過正常值。

②刀具在其位移過程中過程的始終都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升降頻率和數(shù)控裝置插補運算速度的約束，由于升降頻率特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺紋的螺距不符合要求。

③車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速的選取將考慮到螺紋的螺距或?qū)哟笮◎?qū)動電機的升降頻率特性及螺紋拆補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦用不同的主軸轉(zhuǎn)速范圍。

2.4選擇切削用量時應(yīng)注意的幾個問題

（1）主軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取外，還可根據(jù)實踐經(jīng)驗確定，需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。根據(jù)切削速度可以計算出主軸轉(zhuǎn)速。

（2）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 數(shù)控車床加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主進給軸（多為Z軸）方向位移一個螺距即可。

（3）不要輕易按刀具樣本的推薦值確定切削速度，那樣刀具壽命很低。一般情況下，硬質(zhì)合金刀片可按刀具樣本推薦值的0.64～0.71倍選擇切削速度。

（4）確定精加工和半精加工的進給量著眼于工件的表面粗糙度。它還和刀尖半徑有關(guān)。文中列表表明三者對應(yīng)關(guān)系，供選擇進給量參考。

（5）條件允許時希望粗加工吃刀深盡量大。一方面有效提高生產(chǎn)率;一方面也為了消除表面硬皮.切除砂眼等缺陷，從而保護刀尖不與毛坯接觸。精加工時也不希望吃刀深太小，以免產(chǎn)生刮擦對粗糙度不利。

參考文獻

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