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數(shù)控機床車削加工參數(shù)的合理確定
數(shù)控機床車削加工參數(shù)的合理確定
摘 要：切削用量不但是數(shù)控機床加工前必須要調(diào)整的重要參數(shù)，其數(shù)值選擇是否合理與加工質(zhì)量、加工效率和生產(chǎn)成本有著密切的聯(lián)系。
因此，合理選擇切削參數(shù)對于提高加工零件質(zhì)量，縮短加工時間，提升加工效率，提高制造型企業(yè)經(jīng)濟效益及生產(chǎn)水平具有重要的現(xiàn)實意義，值得深入探討和研究。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;車削加工;參數(shù)
在數(shù)控機床車削加工實踐中，合理確定切削參數(shù)，能夠保障加工零件的質(zhì)量，提高數(shù)控機床及切削刀具的使用壽命，最大限度地提升切削加工效率。
增加數(shù)控機床的進給量和切削速度，能夠減少切削零件所需時間，但同時數(shù)控機床的切削刀具壽命會明顯縮短，加工零件的表面質(zhì)量也會有所下降。
因此，合理確定數(shù)控機床車削加工參數(shù)，是提升加工效率，獲得較高經(jīng)濟效益的重要途徑，值得深入探討。
1、為什么要合理確定數(shù)控加工切削用量
現(xiàn)代數(shù)控機床隨著廣泛的應(yīng)用，電子計算機相關(guān)技術(shù)越來越多地與之相融合，特別是隨著CAD/CAM技術(shù)快速發(fā)展，很多CAD/CAM軟件均提供了自動編程功能，不僅提供了各種各樣加工方式方法，采用不同的加工方式對加工過程當(dāng)中的切削用量數(shù)值也會產(chǎn)生一定影響。
此外，近年高速切削的興起，針對工件金屬材料不同，在切削速度達到某個特定值時，切削溫度不升反降的特點，使數(shù)控加工產(chǎn)品質(zhì)量得到改善，還大幅度地提高了生產(chǎn)效率。
通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，在數(shù)控機床加工中，切削用量的合理選擇其實并不容易。
所說的“合理選擇”，是指對現(xiàn)有條件充分利用(包括：機床扭矩、功率等動力性能;刀具切削的耐磨性和硬度性能)的基礎(chǔ)上，在達到要求加工質(zhì)量的前提下，盡量減少加工時間，從而獲取較高生產(chǎn)率的同時，加工成本最低化所需的切削用量。
對于數(shù)控機床的切削加工而言，切削用量的三要素聯(lián)系十分密切，改變?nèi)我粎?shù)均可能會致使其它參數(shù)發(fā)生變化。
例如，增大切削用量時，相應(yīng)地就需增加刀刃的負(fù)荷;若增加切削熱，則刀具磨損隨之加快，進而還會提升加工成本、限制加工速度。
因此，實踐中絕非只用計算公式得出一個數(shù)值使用這么簡單，而需以實踐加工生產(chǎn)經(jīng)驗為依據(jù)，綜合考慮計算數(shù)值和經(jīng)驗數(shù)值，才能使切削用量更加合理，才能在付出較低加工成本的同時，獲得較高的生產(chǎn)效率和效益。
通過近年來數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展，切削用量的選用應(yīng)以最大限度地降低加工成本，獲取較高經(jīng)濟效益，同時使加工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量進一步提升為目標(biāo)。
2、數(shù)控機床車削加工中刀具幾何參數(shù)如何確定
作為刀具幾何參數(shù)重要組成部分之一，刀具幾何角度對數(shù)控機床車削過程中的切削力大小、切削功率和切削溫度會產(chǎn)生直接影響，更事關(guān)數(shù)控機床刀頭、刀刃強度、工作磨損狀況和散熱體積，還對刀具刃形和切削圖形產(chǎn)生較大影響，甚至還會影響切屑流出的方向，而對機床工作切入切出平穩(wěn)性和切削刃鋒利程度產(chǎn)生一定影響。
實踐表明，在切削條件不同的情況下，應(yīng)選擇與之對應(yīng)的刀具幾何角度，方能獲得較佳的加工效果和加工效率。
以刀具前角參數(shù)的確定為例，在選擇前角時，保證切削刃的鋒利是前提，還應(yīng)適當(dāng)兼顧切削刃保持足夠的強度。
實踐中，在確保零件加工質(zhì)量前提下，通常參數(shù)的選擇應(yīng)使刀具達到最高使用壽命為原則確定。
而作為一個相對的概念，切削刃是否具備足夠的強度，與加工零件材料及刀具材料物理性能有關(guān)，還與加工條件關(guān)系緊密。
基于以上認(rèn)知，合理選擇前角參數(shù)應(yīng)采取以下原則：一是，加工塑性材料時宜取較大前角，而加工脆性材料時則宜取較小前角;二是，粗加工時可取較小前角，而精加工時，則宜取較大前角;三是，當(dāng)加工零件的材料硬度、強度相對較低時，前角可取較大參數(shù)，反之，則應(yīng)取較小前角;四是，刀具材料抗彎強度及沖擊韌性相對較低時，宜取較小前角，如，硬質(zhì)合金刀具合理前角可較陶瓷刀具大，而高速鋼刀具合理前角則較硬質(zhì)合金刀具大;五是，在機床功率較小或工藝系統(tǒng)剛性較差時，可選取較大前角參數(shù)，以盡量減小切削力與振動帶來的影響。
當(dāng)然，在生產(chǎn)實踐中，為確保刀具工作穩(wěn)定性，數(shù)控機床車削加工時刀具前角通常不宜過大。
3、數(shù)控機床車削加工中切削參數(shù)的合理確定
使用數(shù)控機床進行車削加工，在選擇數(shù)控編程時即應(yīng)確定切削參數(shù)，合理的參數(shù)應(yīng)當(dāng)能夠最大限度地保障零件加工質(zhì)量，提高刀具的使用壽命，使數(shù)控機床能力得到充分發(fā)揮，提升刀具切削性能，且能以較低生產(chǎn)成本獲得較高生產(chǎn)效率。
3.1切削參數(shù)首先要確定的是主軸轉(zhuǎn)速
確定合理的主軸轉(zhuǎn)速才能形成加工所需的恰當(dāng)切削速度，因此，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)以零件加工所要求的切削速度及棒料直徑為依據(jù)來予以確定。
從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)，除了螺紋加工之外，數(shù)控機床車削加工的主軸轉(zhuǎn)速和普通車削加工大致相同，只需考慮零件加工部位直徑，并依照加工零件及刀具材料等外部條件允許的切削速度進行確定即可。
此外，適當(dāng)對車床剛性規(guī)格差異加以考慮，在數(shù)控機床能夠承受的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，盡量選擇接近最大轉(zhuǎn)速的數(shù)值來確定。
在數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)控制板上通常會備有主軸轉(zhuǎn)速的倍率開關(guān)，可于加工過程當(dāng)中按整倍數(shù)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速。
需要注意的是：在切削過程是干式切削時，應(yīng)選取相對更小一些的主軸轉(zhuǎn)速，這個參數(shù)一般取有切削液狀態(tài)下主軸轉(zhuǎn)速的70%～80%為宜。
3.2切削進給速度參數(shù)的合理確定
在單位的時間內(nèi)，刀具順進給力方向所移動距離即為進給速度，其單位通常為mm/min，也有個別數(shù)控機床用每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)來表示進給速度，通常車削進給速度的確定原則如下：首先，在零件加工精度及表面粗糙度等質(zhì)量要求可以保障的前提下，應(yīng)盡量選擇高進給速度，以提升生產(chǎn)效率;其次，使用高速鋼刀具車削，或是車削深孔、進行切斷操作時，進給速度應(yīng)當(dāng)選擇相對較低的數(shù)值;再次，在刀具空行程，尤其是遠(yuǎn)距離回零時，應(yīng)盡量設(shè)定更高的進給速度;最后，進給速度這一參數(shù)的選擇，必須要與數(shù)控機床零件加工時的切削深度及主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。
3.3切削深度參數(shù)的合理確定
確定切削深度參數(shù)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮多方向因素的影響。
通常應(yīng)對數(shù)控車床、刀具、夾具、零件組成工藝系統(tǒng)剛度、零件表面精度、粗糙度等因素分別進行分析方可確定。
在條件允許的情況下，應(yīng)當(dāng)盡量選擇相對較大的切削深度參數(shù)，以通過減少走刀次數(shù)，實現(xiàn)提升加工效率的目的。
在零件加工精度及表面粗糙度的要求相對較高時，可考慮留出精加工余量。
精加工余量通常較普通車削的余量要小，一般取0.1～0.3mm為宜。
此外，根據(jù)實踐生產(chǎn)經(jīng)驗，通常情況下加工表面的粗糙度值為Ra12.5時，只需一次粗加工即可達到要求。
當(dāng)然，若數(shù)控機床的剛度較差、余量過大或是動力不足時，也可分多次完成切削加工過程;在表面粗糙度的要求在Ra1.0～1.6之間時，通�？刹捎幂^小切削量來完成精加工。
需要注意的是：吃刀量與數(shù)控加工生產(chǎn)率是成正比的，在零件加工工藝及車床、刀具、夾具剛性允許的情況下，應(yīng)盡量設(shè)置更大的吃刀量。
在粗加工外，因刀具的加工余量通常不大，一般還需使用精加工工序，吃刀量是指粗加工或半精加工之后留給精加工的余量。
余量過多，則刀具易磨損，進而給加工零件的表面質(zhì)量帶來不利影響;余量過少，則不能消除上粗加工留下的刀路痕跡，對加工零件的表面質(zhì)量同樣會產(chǎn)生不良影響。
結(jié)語：
在數(shù)控機床車削加工中，對相關(guān)參數(shù)進行正確合理選擇，能夠切實提升加工零件的質(zhì)量，避免了可能發(fā)生的加工中刀具顫振、加工零件的變形過大等問題。
在切削參數(shù)實踐選擇中發(fā)現(xiàn)，切深與進給率的增減應(yīng)適宜，否則容易引起切削力及主軸功率利用率增幅過大，卻沒有提升零件表面加工質(zhì)量的問題。
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