数控刀具与切削用量

数控刀具与切削用量（精选8篇）

数控刀具与切削用量 篇1

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺性分析中的重要内容, 它不仅影响数控机床的加工效率, 而且直接影响加工质量。随着CAD/CAM技术的发展, 使得在数控加工中可以直接利用CAD的设计数据加工 (即CAD生成最终工件的几何外形通过CAM转化为CNC控制器可以解读的NC码) , 特别是DNC系统微机与数控机床的对接, 使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成。因此, 数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的, 这与传统普通机床加工完全不同, 同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则, 在编程时充分考虑数控加工的特点, 能够正确选择刀刃具及切削用量。

(一) 数控加工常用刀具的种类与特点

数控加工常用刀具可分为常规刀具和模块化刀具。发展模块化刀具可以减少换刀停机时间, 提高生产加工时间, 提高小批量生产的经济性;提高刀具的标准化和合理化的程度等。数控刀具的分类有多种方法。1.根据刀具结构可分为:1) 整体式;2) 镶嵌式, 采用焊接或机夹式联接, 机夹式又可分为不转位和可转位两种;3) 减震式:4) 内冷式:5) 特殊型式, 如复合式刀具等。2.根据制造刀具所用的材料可分为:1) 高速钢刀具;2) 硬质合金刀具;3) 其他材料刀具, 如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、金刚石刀具等。3.从切削工艺上可分为:1) 车削刀具, 如外圆、内孔、内外螺纹、车槽等多种刀具;2) 钻削刀具, 如钻头、铰刀、丝锥等;3) 镗削刀具 (分粗、精镗) ;4) 铣削刀具, 如面铣、立铣、三面刃铣等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求, 近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用, 在数量上达到整个数控刀具的30%～40%, 金属切除量占总数的80%～90%。

为了达到高效、多能、快速、经济的目的, 数控加工刀具与普通机床上所用的刀具相比, 有许多不同的要求, 主要有以下特点:1) 通用化、系列化、标准化, 以利于编程和刀具管理;2) 强度高、刚性高、耐磨性好、精度高、抗振及热变形小;3) 互换性好, 便于快速换刀;4) 寿命高, 切削性能稳定、可靠;5) 刀具的尺寸便于调整, 以减少换刀调整时间;6) 刀具应能可靠地断屑或卷屑, 以利于切屑的排除。

(二) 数控加工刀具的选择

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。

在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角, 以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀, 齿数也不要超过4齿。

选取刀具时, 要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中, 平面零件周边轮廓的加工, 常采用立铣刀;铣削平面时, 应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时, 选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时, 可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工, 常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在进行自由曲面 (模具) 加工时, 由于球头刀具的端部切削速度为零, 因此, 为保证加工精度, 切削行距一般采用顶端密距, 故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀, 因此, 只要在保证不过切的前提下, 无论是曲面的粗加工还是精加工, 都应优先选择平头刀。另外, 刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大, 必须引起注意的是, 在大多数情况下, 选择好的刀具虽然增加了刀具成本, 但由此带来的加工质量和加工效率的提高, 则可以使整个加工成本大大降低。

在加工中心上, 各种刀具分别装在刀库上, 按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄, 以便使铣削、钻、扩、镗等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围, 以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统, 其刀柄有直柄 (3种规格) 和锥柄 (4种规格) 2种, 共包括16种不同用途的刀柄。

(三) 加工切削用量的确定

切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。选择切削用量时, 就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下, 充分发挥机床性能和刀具切削性能, 使切削效率最高, 加工成本最低。

合理选择切削用量的原则是:粗加工时, 一般以提高生产率为主, 但也应考虑加工成本;半精加工和精加工时, 应在保证加工质量的前提下, 兼顾切削效率、和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册, 并结合经验而定。

从刀具的耐用度出发, 切削用量的选择方法:先确定切削深度或切削宽度, 其次确定进给量或进给速度, 最后确定切削速度。具体要考虑以下几个因素:

1. 切削深度ap:

粗加工时, 在机床、工件和刀具刚度允许的情况下, 尽可能一次切除粗加工全部加工余量, 以减少进给次数, 这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度, 一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。

2. 切削宽度L:

一般L与刀具直径d成正比, 与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中, 一般L的取值范围为:L= (0.6～0.9) d。

3. 进给量f或进给速度vf:

应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。f/vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时, vF可选择得大些。在加工过程中, f/vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整, 但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。在轮廓加工中, 在接近拐角处适当降低进给量, 切过拐角后再逐渐升高进给:以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角造成“超程”或“欠程式”现象。

4. 切削速度v:

适当地提高v也是提高生产率的一个措施, 但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v过分的增大, 刀具耐用度大幅度下降, 故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外, 切削速度与加工材料也有很大关系。

随着数控机床在生产实际中的广泛应用, 量化生产线的形成, 数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中, 要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此, 编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则, 从而保证零件的加工质量和加工效率, 充分发挥数控机床的优点, 提高企业的经济效益和生产水平。

摘要：现代刀具显著的特点是结构的创新速度加快。随着计算机应用领域的不断扩大, 机械加工也开始运用数控技术, 这对刀具选择与切削用量提出了更高的要求。文章就如何确定数控加工中的刀具选择与切削用量进行了探讨。旨在更好的发挥机床性能和刀具切削性能, 使切削效率最高, 加工成本最低。

关键词：特点,数控刀具,切削用量

参考文献

[1]赵长明.数控加工工艺及设备[M].北京:高等教育出版社, 2003.

[2]董献坤.数控机床结构与编程[M].上海:上海科技出版社, 1997.

数控加工切削用量的选择 篇2

关键词：数控加工；切削用量；高速切削；刀具耐用度

中图分类号：TG501 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0094-02

在数控加工中，切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，切削用量的大小对加工效率、加工质量、刀具磨损和加工成本均有显著影响。切削用量选择得当，可提高加工效率和提高刀具的使用寿命。那么如何才能合理选择它呢？

讲到切削用量的选择，大多数的教材和文献都说是根据计算公式得出来的。而且刀具、机床出厂时都附有切削用量推荐表，那我们是不是就是直接选用上面的数值来加工呢？本文重点将围绕这方面展开议论。希望能给同行有所帮助，特别是能给新手有所帮助。

1 数控加工中切削用量的选择原则

切削用量包括切削速度（主轴转速）、背吃刀量、进给量，通常称为切削用量三要素。

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc（用于恒线速度切削）、进给速度转vf或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。它们的选择原则是由切削的条件决定的。

1.1 粗车

粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。

1.2 半精与精车

半精与精车时，因为要保证加工的质量和提高生产率节约加工成本。加工切削用量的选择应该要用小而均匀的背吃刀量，慢的进给但不能太慢，以免延长了加工时间，高的主轴转速以提高工件加工表面的质量。选取的刀具性能要高，尽可能地提高切削速度减少加工的时间及换刀的次数。

数铣、加工中心铣削加工的切削用量包括主轴旋转速度、切削进给速度、背吃刀量（加工深度Z）和侧吃刀量XY。机床—刀具—工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是先选择背吃刀量或侧吃刀量，其次选择切削进给速度，最后确定主轴旋转速度。因为数控铣削能够采取多种多样的加工方法，对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。铣削用量是加工过程中重要的组成部分，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，是以去除多余的材料为主，在机床与刀具的能力范围内尽可能保证较高的金属切除率；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度，降低加工成本。

2 影响切削用量的因素

由上面的切削用量的选择原则我们知道，决定切削用量数值的主要因素有以下四个方面：

2.1 数控加工机床

切削用量的选择应控制在机床的允许的功率和速度范围之内，机床的刚性应保证在加工的过程中不发生较大振动，保持热稳定性好，热变形小，即可适当提高切削

用量。

2.2 刀具

磨刀不误砍柴工，寓意着一把好刀的重要性。刀具在切削过程中，除了主要承受刀具和工件之间的切削抗力之外，还要承受切屑和刀具前刀面的摩擦力、刀具主后刀面和工件的摩擦力、刀具和工件的冲击力以及由于工件被切除部分的变形及切屑和刀具之间的摩擦所产生的高温等，因此，刀具材料的选择至关重要。表1就是刀具材料的切削性能情况。

现在数控机床所用的刀具多采用可转位刀片（机夹刀片）。机夹刀片的材料和形状尺寸须按工件材料、加工部位的几何形状、粗、精加工等选用。刀片的成本相对一体式的刀具还是比较划算的，所以选取的刀片应该选用切削性能较高的刀片，为节约加工成本而一味选用较便宜的刀片实际上可能反而因为经常更换增加了刀具成本。新型材料刀片虽然价格较贵，但可以缩短加工时间，延长刀具寿命，提高产品质量，因此可能具有更好的经济性。

2.3 工件

工件材料不同，易切削性不同，断屑情况也不同，有时采用各种热处理方法可改善其切削性能，不同的切削材料所选择的加工刀具也不一样，从而影响着切削用量的选择。进给量f的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料强度和硬度越高，f越小；反之则越大。常见的工件材料铝合金易切削，铸铁、结构钢、高碳钢等较难切削，不锈钢、钛合金切削困难，有时采用各种热处理方法可改善其切削性能。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度要求越高，f就越小。工件刚性差或刀具强度低时，应取较小值。还有工件的结构、形状对切削用量的选择影响也比较大。如薄板形工件，由于机床振动、切削力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动而影响加工精度，从而难以保证薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度，这时，选取的加工方式与切削用量还要根据实际情况而定。

2.4 冷却液

冷却液具有冷却和润滑作用，可带走切削过程产生的切削热与切屑，降低工件、刀具、夹具机床的温升，减少刀具与工件的摩擦，提高刀具寿命和工件表面加工质量。使用冷却液后，通常可以适量增加切削用量，提高生产效率，节约成本。

现在，随着CAD/CAM技术的发展，许多CAD/CAM软件都提供自动编程功能，这些软件能提供各种各样的加工方法与加工方式。采用这些不同的加工方式也能影响着加工过程中切削用量的数值。还有近年兴起的高速切削，它是针对不同金属材料的工件，当切削速度到达某一特定值时，切削温度不但不会升高反而会降低，产品的质量也会改善，生产效率也会大幅度提高。它打破了传统加工切削条件的制约，相对传统加工具有显著的优越性，所以得到工业界越来越广泛的应用。

由此可见，数控加工过程中，合理地选择切削用量并不容易。所谓“合理的”切削用量是指充分利用现有条件：包括机床动力性能（功率、扭矩）和刀具切削性能（硬度、耐磨性），达到所要求加工质量前提下，减少加工所需的时间以获得高的生产率和降低加工成本所用的切削用量。切削加工中，切削用量三要素是相互联系的，其中任一参数的改变都会导致另外参数产生变化。当切削用量增大时，刀刃负荷也相应的增加，而且切削热增加，刀具磨损加快，从而又限制了加工速度与加工成本的提高。因此，我们要做的不是单一地从计算公式里得出数值就用行了。而是要根据经验把算出来的数值作为参考得出经验的数值，能保证此时的高生产率和低加工成本才是合理的。

数控技术经过近10年的高速发展，现在已进入高速加工时代。其选择切削用量的原则是“少切快走”，即切削深度和行距很小，但进给速度高的高速加工，高速切削的特点决定了高速切削可以节省切削液、刀具材料和切削工时，从而可极大限度地节约加工成本和提高经济效益，提高生产率和产品质量，因此，高速切削在工业生产尤其是规模较大的汽车企业和与之相关的模具制造业上的应用极其广泛。

参考文献

[1]王增杰.数控铣床与加工中心操作技能操练[M].南京：江苏教育出版社，2010.

[2]刘万菊.数控加工工艺及编程[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]高勇，等.UGNX中文版数控加工基础教程[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[4]郑焕文.机械制造工艺学[M].北京：高等教育出版社，1994.

作者简介：李德贵（1972—），广东湛江人，肇庆市技师学院讲师，研究方向：数控加工与模具。

数控刀具与切削用量 篇3

根据目前我国的国民经济调查报告显示, 机械加工制造行业在国民经济的数据中占了很大的比重。而机械加工制造行业中的金属切削加工又是其中的重头戏, 高精机械的生产运行都离不开金属切削工艺, 所以可以直接的说金属切削行业是与社会的发展早已形影相连、密不可分。由于社会的发展是从人类使用工具开始的, 因此可以说工具是社会发展的前提, 是进步的基础。在机械制造业, 尤其是金属加工行业, 工具的使用更是生产的基础, 没有工具就没有后续的生产和精细零件的产生。我们在这里说的工具不是宏观上支持生产的数控加工机床, 而是机床上用来直接对生产物品加工的刀具等。刀具不仅是生产基础, 还是机械加工行业发展不可或缺的关键点, 不夸张的说, 机械加工制造业发展的历史就是一部刀具用品变革的革新史。

在2008年, 我单位以新技术新生产实现了零件精细加工的目标, 从小巨人公司购买了两台车铣加工中心投入生产。由于一些客观因素的影响我公司始终没有将数控车铣加工中心对零件的精细铣削进行普及生产。由于机床的编程人员只是在对加工的刀具以及运行路径和切削量等参数进行提前设定, 再经由程序的运行实现加工, 所以这是与传统的机床加工截然相反的加工方式, 是一种高科技的人机交互的新技术下实现的精细加工。但是这也对编程人员提出了新的要求, 不仅要对工作的编程进行透彻的了解, 还要对机床刀具和运行等有一定了解。

2 数控铣加工常用刀具的种类

由于加工零件的种类庞杂, 这就使机械加工的刀具种类也十分复杂, 但是为了数控加工技术未来发展的前景, 对数控加工各模块的标准化是十分必要的, 这就要求对数控加工刀具进行标准化设计, 以达到在刀具通用的情况下使数控加工向着高效率、高自动化和高速运行的方向发展。刀具的种类有一般的铣削刀具以及孔加工刀具。此外面对各种特殊需求的加工零件又产生了一些专款专用的刀具。由于刀具的复杂性我们可以根据不同的分类依据进行分类, 首先从材料上看, 有:硬质合金刀具、陶瓷刀具、金刚石刀具、高速钢刀具。从结构上划分又可以分为整体、镶嵌两种。从刀具的切削工艺上看又可以划分为球头、圆角立铣、锥度铣和平端立铣四种类型的刀具。

3 加工中心刀具类型的选择

在对加工中心刀具类型的选择上, 是选用现代化科技的数控编程, 在相关人员的操作下而完成的。并且依据机床加工的类型、加工零件的材料、加工的工艺等相关一系列因素而进行的选择性操作, 进而选用合适的刀具进行先关工序的加工, 刀具的选择不仅提高了其的切割效率, 同时也提高了整个工件的加工速度, 所以在其切削的过程中能够很好的去选择所用的刀具是十分重要的。在对于选择所用的刀具也是有其一定的原则的, 具体的表现为:在进行安装和调节要到简捷, 刚性强, 精准性较高, 并且实用性和可靠性要好, 在对以上的条件满足下, 并尽可能的去选一些刀柄短的, 这样也就变相的增强了相关刀具的刚性。再有就是依据所要进行加工的零件的形状, 从而进行对切削的相关刀具的选择。

3.1 铣削刀具的选用

在对其进行曲面的工件加工的时候, 为了能使刀具和加工轮廓在规定的位置相切, 从而防止刀体和工件的边缘进行摩擦, 从而对其的切削工作进行了阻碍作用, 正常的情况下选用球头刀, 粗加工用两刃铣刀, 半精加工和精加工用四刃铣刀;铣较大平面时, 为了能够更好的提升制造的效率, 以及增加其表层的粗糙程度, 正常的情况下都要应用刀片嵌入的方法进行盘形铣刀;铣小平面或者台阶面时, 正常情况下都要经过铣刀;铣键槽时, 为了能够确保槽大小的精准程度, 正常情况下都要使用两刃键槽铣刀。

3.2 孔加工刀具的选用

数控机床孔加工一般无钻模, 由于钻头的刚性和切削条件差, 选用钻头直径D应满足L/D≤5 (L为钻孔深度) 的条件;钻孔前先用中心钻定位, 保证孔加工的定位精度;精绞前可选用浮动绞刀, 绞孔前孔口要倒角;镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削, 以平衡镗削振动;尽量选择较粗和较短的刀杆, 以减少切削振动。在经济型数控加工中, 由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行, 占用辅助时间较长, 因此, 必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则: (1) 尽量减少刀具数量; (2) 一把刀具装夹后, 应完成其所能进行的所有加工部位; (3) 粗精加工的刀具应分开使用, 即使是相同尺寸规格的刀具; (4) 先铣后钻; (5) 先进行曲面精加工, 后进行二维轮廓精加工; (6) 在可能的情况下, 应尽可能利用数控机床的自动换刀功能, 以提高生产效率等。另外, 刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大, 必须引起注意的是, 在大多数情况下, 选择好的刀具虽然增加了刀具成本, 但由此带来的加工质量和加工效率的提高, 则可以使整个加工成本大大降低。总之, 根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量, 选择刚性好, 耐用度高的铣刀, 是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。

3.3 切削速度的确定

进给速度是数控机床切削用量中的重要参数, 主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在轮廓加工中, 在接近拐角处应适当降低进给量, 以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。确定进给速度的原则:1) 当工件的质量要求能够得到保证时, 为提高生产效率, 可选择较高的进给速度。一般在100~200mm/min范围内选取。2) 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时, 宜选择较低的进给速度, 一般在20~50mm/min范围内选取。3) 当加工精度, 表面粗糙度要求高时, 进给速度应选小些, 一般在20~50mm/min范围内选取。4) 刀具空行程时, 特别是远距离“回零”时, 可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。

3.4 背吃刀量 (或侧吃刀量) 的确定

在保证加工表面质量的前提下, 背吃刀量 (ap) 应据机床、工件和刀具的刚度来决定, 在刚度允许的条件下, 应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量, 这样可以减少走刀次数, 提高生产效率。

4 结束语

数控刀具与切削用量 篇4

数控铣床具有高效率、高精度、高柔性的性能,是现代机械加工的先进工艺装备,在数控加工中占据了重要地位,加工中心和柔性制造单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上发展而来的。随着我国机械加工的飞速发展,数控机床的使用日益增多,为了保证数控机床能正常运行,只有配置了与数控机床性能相适应的刀具和切削用量,才能使其性能得到充分的发挥[1]。尤其是CAD/CAM的发展,使得加工刀具和切削用量发展成为了编程人员在人机交互状态下进行选择的模式,最后通过编程软件自动生成加工代码,这就要求编程人员必须懂得刀具选择和切削用量确定的方法和原则。

1 数控铣削刀具的选择

数控铣床和加工中心需要加工能力和通用性更强的铣刀,在过去的几年中,对更先进的铣削刀具的开发就是源于这种需求。过去,特别是面对大批量的生产时,专用刀具往往是唯一有效的解决方案。而如今,需要的则是更为灵活的生产方式,新的铣刀概念提供了具备更广泛加工能力的刀具。现代刀具的设计及制造,能够实现更为复杂的刀具概念,利用CNC机床提高产出,加工过程也变得更加可靠了。

数控铣削加工的刀具按铣刀形状可分为:平刀、球刀、牛鼻刀、异形刀等;按铣刀用途可分为:立铣刀、端铣刀、键槽铣刀等;按铣刀材料可分为:高速钢铣刀、硬质合金铣刀、金刚石铣刀、立方氮化硼铣刀、陶瓷铣刀等。编程人员应该根据数控铣床的加工能力、工件的材料性能、几何形状、表面品质要求、热处理状态、加工工序、切削用量、加工余量等,选择刚性好,耐用度高的刀具。选择刀具的一般原则是:尽量采用硬质合金或高性能材料制成的刀具;尽量采用机夹或可转位式刀具;尽量采用高效刀具。其中被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。

1) 加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,半精加工和精加工用四刃铣刀,如图1所示。

2) 铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀,如图2所示。

3) 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀,如图3所示。

4) 铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀,如图4所示。

5) 孔加工时,可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具,如图5所示。

2 数控铣削加工切削用量的确定

切削用量由切削速度、进给量和背吃刀量三要素组成。在切削加工中,切削用量将直接影响加工工件的品质、刀具的磨损限度、机床的功率、生产率、加工成本等。因此切削用量的选择显得特别重要。

合理选择切削用量的原则是:粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工品质的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定[1]。

a) 背吃刀量ap的选择:应该根据机床和刀具的刚度、加工余量多少而定。除留给下道工序的余量外,其余的粗铣余量尽可能一次切除,以使走刀次数最少、提高生产效率;当粗铣余量太大或工艺系统刚性较差时,则其加工余量应分两次或数次走刀后切除。当切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等加工硬化严重的材料时,应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度,以防刀尖过早磨损。一般立铣刀粗铣时,背吃刀量以不超过铣刀半径为原则,但一般不超过7mm; 半精铣时,背吃刀量取为0.5～1mm; 精铣时,背吃刀量取为0.05～ 0.3mm。端铣刀粗铣时,背吃刀量一般为2～5mm;精铣时,背吃刀量取为0.1～0.5mm。

b) 进给量f的选择:进给量是数控铣床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙要求、以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。当工件的品质要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给量。一般在100～200mm/min 范围内选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时,进给量应选小些,一般在20～50mm/min范围内选取。生产实际中多采用查表法、经验法确定合理的进给量。粗加工时,根据工件材料、铣刀直径、已确定的背吃刀量来选择进给量。半精加工和精加工时,则按加工表面粗糙度要求,根据工件材料,切削速度来选择进给量。

c) 切削速度Vc的选择:铣削中主轴转速的确定就是通过确定切削速度来得到的。生产中经常根据实践经验和有关手册资料选取切削速度,然后算出主轴转速。选择切削速度的一般原则是:粗铣时,ap和f较大,故选择较低的Vc;精铣时,ap和f均较小,故选择较高的Vc。工件材料强度、硬度高时,应选较低的Vc。刀具材料的切削性能愈好,切削速度也选得愈高。主轴转速的计算公式为:

n=1000Vc/πD

式中:Vc为切削速度(m/min),由刀具的耐用度决定;n为主轴转速(r/min);D为铣刀直径(mm)。

根据加工材料不同以及所用刀具直径不同,现以高速钢立铣刀为例将铣削的进给速度和主轴转速总结如表1所示。

3 总结

随着数控机床的普及,CAD/CAM技术得到了越来越多的应用,这也就使得刀具的选择和切削用量更多地是在人机交互状态下即时确定的。因此,数控编程人员必须掌握刀具和切削用量选择的基本方法和原则,这对于保证零件加工的品质和生产效率,发挥数控铣床的优越性具有重大的意义。

参考文献

[1]朱淑萍.机械加工工艺及装备[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]李斌.数控加工技术[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]徐衡.FANUC系统数控铣床和加工中心培训教程[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4]王维.数控加工工艺及编程[M].北京:机械工业出版社,2001.

浅议数控刀具及切削用量的选择 篇5

数控机床在加工中都必须使用数控刀具, 数控刀具主要指数控车床、数控铣床、加工中心等机床上所使用的刀具。

为适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中以及零件装夹次数少的要求, 数控机床对所用的刀具还有许多性能上的要求:

1) 刀片、刀具几何参数和切削参数的规范化;

2) 刀片或刀具材料以及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则;

3) 刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化;

4) 刀片与刀柄对机床主轴相对位置的要求;

5) 刀片或刀柄定位基准的优化;

6) 对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求;

7) 刀片与刀柄切入位置和方向的要求;

8) 对刀柄的转位、装拆和重复精度的要求;

9) 刀片与刀柄高度的通用化、规则化、系列化。

2 数控切削刀具的选择

数控刀具按照装夹、转换方式主要分为两大类:车削系统和镗铣削系统刀具。车削系统刀具由刀片 (刀具) 、刀体、接柄 (柄体) 、刀盘所组成。通过刀具夹持系统 (或刀具夹持装置) 固定在数控车床上。普通数控车床刀具主要采用机夹可转位刀片的刀具。所以, 数控车床刀具的选择主要是可转位刀片的选择。

根据被加工零件的加工余量, 表面粗糙度和材料等条件, 来决定刀片的类型。

2.1 刀片材料的选择

主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度要求、切削加工过程中有无冲击和震动以及切削载荷的大小等条件决定。

2.2 刀片心形状选择

刀片形状主要依据被加工工件的切削方法、表面形状、刀具寿命和刀片的转位次数等因素来选择。

2.3 刀片尺寸选择

刀片尺寸的大小取决于有效切削刃的长度L, 有效切削刃长度L与背吃刀量ap和主偏角kr有关。

2.4 刀片的刀尖半径选择

刀尖圆弧半径的大小直接影响刀尖的强度和被加工零件的表面粗糙度。刀尖圆弧半径越大, 刀刃强度增加, 刀具前后刀面的磨损减少, 但表面粗糙度值增大, 切削力增大且易产生振动, 切削性能下降。选择原则为:在零件直径大需要刀刃强度高的粗加工中, 刀尖圆弧半径较大些;在细长轴加工或机床刚度较差切削深度较小的精加工情况下, 刀尖圆弧半径较小些。

3 确定切削用量切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数

它包括背吃刀量、进给量和切削速度三要素。合理选择切削用量与提高加工质量和生产效率有着密切的关系。

切削用量选择的基本原则:

1) 根据工件加工余量和粗、精加工要求, 选定背吃刀量。

2) 根据加工工艺系统允许的切削力, 其中包括机床进给系统、工件刚度及精加工时表面粗糙度要求, 确定进给量。

3) 根据刀具耐用度, 确定切削速度。4) 所选定的切削用量应该是机床功率允许的。

3.1 粗加工切削用量的选择

粗加工, 以提高生产率为主, 兼顾加工成本。

3.1.1 背吃刀量ap

在保留半精加工余量的前提下, 尽量将粗加工余量一次切削完。当余量过大或工艺系统刚性过差时, 可分二次切除。

3.1.2 进给量f

当背吃刀量ap已确定进给量主要根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径和背吃刀量ap选取。通过查表得到。

3.1.3 切削速度vc和机床主轴转速n

背吃刀量ap和进给量f确定以后, 根据已知的刀具寿命T, 求出切削速度。

再根据计算工件转速n。

然后再计算出实际切削速度vc。

3.2 半精加工、精加工切削用量的选择

半精加工、精加工时, 以提高加工质量为主, 兼顾生产率和生产成本。

3.2.1 背吃刀量ap

半精加工、精加工的切削余量都比较小, 其背吃刀量ap通常都是一次进经切除全部余量。

3.2.2 进给量f

为保证加工质量, 主要是表面粗糙度的限制, 使进给量f不能过大, 通常主要根据切削速度vc (预选) , 刀尖圆弧半径来查表得到。

待实际切削速度vc确定后, 如发现v预与其相差太大, 再修正进给量f。

3.2.3 切削速度vc和机床主轴转速n

按已经选定的ap、和已知的f, 计算出切削速度T, 再计算工件转速n, 再计算出实际切削速度vc。

选择切削速度时, 还应注意考虑以下几点:

1) 精加工时, 应尽量避免积屑瘤和鳞刺的产生区域;

2) 断续加工时, 宜适当降低切削速度;

3) 加工大型、细长、薄壁工件时, 应选用较低的切削速度;端面车削应比外圆车削的速度高一些;

4) 在易发生振动的情况下, 切削速度应避开自激振动的临界速度。

4 结语

数控刀具与切削用量 篇6

关键词：数控技术,机械加工,刀具选择

1 科学选择数控刀具

1.1 选择数控刀具的原则

刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时, 应首先选择合理的刀具寿命, 而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具, 由于换刀时间短, 为了充分发挥其切削性能, 提高生产效率, 刀具寿命可选得低些, 一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具, 刀具寿命应选得高些, 尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时, 该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时, 刀具寿命也应选得低些。大件精加工时, 为保证至少完成一次走刀, 避免切削时中途换刀, 刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。

1.2 选择数控车削用刀具

数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀, 其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中, 常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中, 应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成, 如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽 (切断) 车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数 (主要是几何角度) 的选择方法与普通车削时基本相同, 但应结合数控加工的特点 (如加工路线、加工干涉等) 进行全面的考虑, 并应兼顾刀尖本身的强度。

圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖, 应此, 刀位点不在圆弧上, 而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面, 特别适合于车削各种光滑连接 (凹形) 的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径, 以免发生加工干浅该半径不宜选择太小, 否则不但制造困难, 还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。

1.3 选择数控铣削用刀具

在数控加工中, 铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀, 该刀具有关参数的经验数据如下:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin, 一般取RD= (0.8一0.9) Rmin。二是零件的加工高度H< (1/4-1/6) RD, 以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时, 由于槽底两次走刀需要搭接, 而刀具底刃起作用的半径Re=R-r, 即直径为d=2Re=2 (R-r) , 编程时取刀具半径为Re=0.95 (Rr) 。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工, 常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。

目前, 数控机床上大多使用系列化、标准化刀具, 对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床, 刀具的刀柄都已有系列化和标准化的规定, 如锥柄刀具系统的标准代号为TSG-JT, 直柄刀具系统的标准代号为DSG-JZ, 此外, 对所选择的刀具, 在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据, 并由操作者将这些数据输入数据系统, 经程序调用而完成加工过程, 从而加工出合格的工件。

2 设置刀点和换刀点

刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始, 必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置, 这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点, 所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定, 所以, 该点又称对刀点。在编制程序时, 要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上, 也可以设置在夹具上或机床上, 为了提高零件的加工精度, 对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时, 可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上, 即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点, 车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀是球头的球心, 钻头是钻尖等。用手动对刀操作, 对刀精度较低, 且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等, 以减少对刀时间, 提高对刀精度。加工过程中需要换刀时, 应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置, 换刀点应设在工件或夹具的外部, 以换刀时不碰工件及其它部件为准。

3 确定切削用量

数控编程时, 编程人员必须确定每道工序的切削用量, 并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法, 需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度, 充分发挥刀具切削性能, 保证合理的刀具耐用度, 并充分发挥机床的性能, 最大限度提高生产率, 降低成本。

3.1 确定主轴转速

主轴转速应根据允许的切削速度和工件 (或刀具) 直径来选择。其计算公式为:n=1000v/3.14D式中:v—切削速度, 单位为m/m动, 由刀具的耐用度决定;n一一主轴转速, 单位为r/min;D—工件直径或刀具直径, 单位为mm。计算的主轴转速n, 最后要选取机床有的或较接近的转速。

3.2 确定进给速度 (走刀速度)

进给速度是数控机床切削用量中的重要参数, 主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时, 为提高生产效率, 可选择较高的进给速度。一般在100一200mm/min范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时, 宜选择较低的进给速度, 一般在20一50mm/min范围内选取;当加工精度, 表面粗糙度要求高时, 进给速度应选小些, 一般在20--50mm/min范围内选取;刀具空行程时, 特别是远距离“回零”时, 可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。

3.3 确定背吃刀量 (切削深度)

背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定, 在刚度允许的条件下, 应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量, 这样可以减少走刀次数, 提高生产效率。为了保证加工表面质量, 可留少量精加工余量, 一般0.2一0.5m m, 总之, 切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。

同时, 使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应, 以形成最佳切削用量。

数控刀具与切削用量 篇7

随着机械加工技术的不断进步, 数控机床应用日益广泛, 在编制数控程序的环节, 合理确定刀具以及切削用量有重要影响, 有利于提高加工效率并且确保加工质量。

1 数控铣加工过程当中的刀具选择

第一, 加工刀具常见种类。机械加工当中应用数控技术, 可以显著改进加工效率[1]。同传统加工比较而言, 数控加工更加强调加工的质量以及速度, 需要使用计算机来调整刀具位置, 这样才可以保证加工过程当中持续快速加工。当前数控铣加工当中的刀具包括铣削刀具以及孔加工刀具[2] (图1) 。

第二, 加工刀具的具体选择。首先是确保加工精度。要想确保加工精度就需要使用耐用性以及锋利度比较高的刀具, 同时断屑能力良好。其次是要确保加工强度。数控铣加工对强度的要求更严格, 需要使用符合加工强度需求的刀具[3]。加工刀具应当满足两个方面的条件, 一方面是使用计算机来调整加工的方向、强度还有刀片的具体位置, 另一方面是需要能够长时间进行切削。具体选择的时候, 应在数控程序提供的界面来进行。工作人员应当根据机床性能、加工顺序以及加工要求等方面的因素综合考虑选择合适的刀具, 与此同时还需要考虑加工材料的影响, 保证加工刀具同机床规格匹配。在选择刀具之后还需要进一步选择刀柄, 通常应避免刀柄过长, 避免其给机床的运行带来不良影响。在具体加工环节, 刀具既需要符合机床规格, 还需要材料形状符合加工形状。例如在加工曲线或者是球类材料的时候需要使用球头刀, 而封闭键槽加工的时候需要使用键槽刀具[4]。

2 数控铣加工过程当中切削用量确定

数控铣加工环节的切削用量受加工方法影响, 因此在确定切削用量的时候, 需要重点考虑切削的速度、深度还有进给量等影响因素。通常情况下, 粗加工环节需要尽量提高加工速度, 从而提高单位时间的产量, 所以在此过程当中的切削用量往往比较大[5]。精加工环节需要提高加工精度从而保证加工质量, 这就需要降低切削用量。

第一, 确定切削深度。因为机床类型还有加工材料存在着明显的区别, 在确定切削深度的时候也需要做好匹配工作。工作人员确定切削深度的时候, 应当根据具体条件比如加工材料、机床类型以及加工刀具等进行切削。通常情况下, 粗加工的时候可以加深切削深度, 这样就能够通过一次切削切掉更多的材料, 前提条件是要保证刀具刚度满足标准, 避免因为刀具的刚度太低或者是材料厚度过厚而发生切不断的问题。切削的时候需要让刀口朝里, 防止刀刃同机床的金属物直接接触。如果刀具刚度降低、材料太厚或者是冲击荷载较大, 应当恰当减少切削深度, 从而准确地改进切削, 并且最大限度避免切削环节造成刀具损伤问题。除此之外, 还应当根据加工余量来合理确定切削深度, 如果余量越少就需要减少切削深度, 从而防止浪费资源, 同时也能够保证加工效率以及加工质量。通常情况下切削深度为0.05~1.0 mm, 半精加工的深度是1~3 mm。工作人员应当在此范围当中结合具体条件来灵活调整。

第二, 确定切削进给量。最为主要的给量影响因子包括材料类型、加工精度还有刀具等。在粗加工环节, 需要重点分析刀具刚度以及加工质量, 如果刀具刚度比较高, 可以合理提高进给量, 如果刀具的刚度比较小, 可以合理降低进给量。精加工环节则需要综合分析材料质量例如粗糙度等。1) 当工件的质量要求能够得到保证时, 为提高生产效率。可选择较高的进给速度, 一般在100~200 mm/min范围内选取。2) 在切断、加工深孑L或用高速钢刀具加工时, 宜选择较低的进给速度。一般在20~50 mm/min范围内选取。3) 当加工精度, 表面粗糙度要求高时, 进给速度应选小些, 一般在20~50 mm/min范围内选取。

第三, 确定切削速度。通常情况下, 在确定转速的基础上, 铣刀直径越大就能够加快切削速度。不过如果切削速度过快, 容易导致刀具生成的热量上升, 从而严重磨损刀具。在此情况下, 切削深度加深之后也会影响到切削效率。所以工作人员应当科学确定切削速度, 避免速度太快磨损刀具并影响质量。与此同时, 工作人员还应当考虑其他影响因素, 例如材料拐角位置需要降低速度, 曲线材料加工的时候需要坚固半径产生的影响, 外圆弧的切削速度往往较小, 而内圆弧的切削速度往往较大, 需要工作人员灵活确定速度。

数控技术是制造业的核心技术之一, 数控铣加工的过程当中科学确定加工刀具以及切削, 有利于提高综合效益, 需要引起相关工作人员的重视。

参考文献

[1]陈燕春.数控铣削加工中切削参数确定的研究[J].机电工程技术, 2006, 35 (12) :21-24.

[2]李子明.数控铣加工的刀具与切削用量研究分析[J].科技创新与应用, 2015, 20 (17) :136-139.

[3]苗德忠.数控铣加工中的刀具和切削用量合理选择浅析[J].科技信息, 2014, 15 (12) :302-305.

[4]耿慧莲, 韩江.起重支架的数控铣工艺处理及工装设计[J].机床与液压, 2014, 3 (2) :99-101.

数控机床切削用量的确定 篇8

1 切削用量选择总原则

在实际中很难掌握, 要有丰富的实践经验才能够确定合适的切削用量。在数控编程时只能凭借编程者的经验和刀具的切削用量推荐值初步确定, 而最终的切削用量将根据零件数控程序的调试结果和实际加工情况来确定。切削用量选择原则是:粗加工时以提高生产率为主, 同时兼顾经济性和加工成本的考虑;半精加工和精加工时, 应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下, 保证零件的加工质量。值得注意的是, 切削用量 (主轴转速、切削深度及进给量) 是一个有机的整体, 只有三者相互适应, 达到最合理的匹配值, 才能获得最佳的切削用量。确定切削用量时应根据加工性质、加工要求等方面的具体要求, 通过查阅切削手册并结合经验加以确定, 另外还应考虑刀具差异的影响、机床特性的影响、数控机床生产率的影响。

2 切削用量的分类

数控机床的切削用量包括背吃刀量、切削速度和进给量, 选择切削用量时, 应在保证加工质量的前提下, 在工艺系统刚度允许的条件下, 充分利用数控机床功率, 最大限度地发挥刀具的切削性能, 同时要使切削速度、背吃刀量和进给量三者能相互适应, 形成最佳的切削效果。粗加工时, 首先选取尽可能大的背吃刀量, 其次要根据数控机床功率和刚度的限制条件选取尽可能大的进给量, 最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度:精加工时;首先要根据被加工表面的表面粗糙度要求选取进给量, 其次根据粗加工后的余量确定背吃刀量, 最后在保证刀具寿命的前提下, 尽可能选取较高的切削速度。

2.1 确定背吃刀量

背吃刀量的确定应在工艺系统刚度允许的前提下, 以最少的进给次数切除加工余量, 提高加工效率。当零件的加工精度和表面质量要求较高时, 还应注意保留半精加工和精加工所需的余量。背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定, 在系统刚度允许的情况下, 为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量, 根据被加工零件的余量确定分层切削深度, 选择较大的背吃刀量, 以提高生产效率。在数控加工中, 为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度, 建议留少量的余量 (0.2～0.5mm) , 在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时, 除了留有必要的半精加工和精加工余量外, 在工艺系统刚性允许的条件下, 应以最少的次数完成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。

2.2 进给量或进给速度F的确定

进给量是直接影响零件加工表面粗糙度和切削效率的重要参数。进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字F表示的, F是数控机床切削用量中的一个重要参数, 主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求, 以及所使用的刀具和工件材料来确定。零件的加工精度要求越高, 表面粗糙度要求越低时, 选择的进给量数值就越小。实际中, 应综合考虑机床、刀具、夹具和被加工零件精度、材料的机械性能、曲率变化、结构刚性、工艺系统的刚性及断屑情况, 选择合适的进给速度。

在确定数控机床进给量时, 要考虑被加工零件的精度和表面粗糙度要求、刀具及零件的材料、机床的性能等因素。在保证加工表面质量的前提下, 应选择较大的进给量, 以提高加工效率。在数控车削编程中, 一般用进给量表示刀具进给速度, 单位为mm/r。如果编程中采用的是进给速度, 则需将进给量/ (mm/r) 转换成进给速度 (mm/min) , 程序编制时选定进给量后, 刀具中心的运动速度就一定了。在直线切削时, 切削点 (刀具与加工表面的切点) 的运动速度就是程序编制时给定的进给量。但是在做圆弧切削时, 切削点实际进给量并不等于程序编制时选定的刀具中心的进给量。采用FRN编程, 在做直线切削时, 由于刀具中心运动的距离与程序中直线加工的长度经常是不同的, 故实际的进给量与程序编制预定的FRN所对应的值也不同。在做圆弧切削时, 刀具的进给角速度是固定的, 所以切削点的进给量与编程预定的FRN所对应的值是一致的。由此可知, 当一种数控装置既可以用F编制程序, 也可以用FRN编制程序时, 做直线切削适宜采用进给量F编制程序, 做圆弧切削时宜采用FRN编制程序。

2.3 确定主轴转速n (r/min)

主轴转速n主要根据刀具允许的切削速度VC确定。切削速度VC与刀具耐用度关系比较密切, 随着VC的加大, 刀具耐用度将急剧下降, 故VC的选择主要取决于刀具耐用度。

主轴转速n确定后, 必须按照数控机床控制系统所规定的格式写入数控程序中。在实际操作中, 操作者可以根据实际加工情况, 通过适当调整数控机床控制面板上的主轴转速倍率开关, 来控制主轴转速的大小, 以确定最佳的主轴转速。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调 (倍率) 开关, 可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。

结束语

数控编程时, 编程人员必须确定每道工序的切削用量, 并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法, 需要选用不同的切削用量。为了获得最高的生产率和单位时间的最高切除率, 在保证零件加工质量和刀具耐用度前提下, 应合理地确定切削参数。

随着数控机床在生产实际中的广泛应用, 数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中, 要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此, 编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则, 从而保证零件的加工质量和加工效率, 充分发挥数控机床的优点, 提高企业的经济效益和生产水平。

参考文献

[1]吴道全.金属切削原理及刀具[M].重庆:重庆大学出版社.