淺談數控銑削加工中切削用量的選擇

【摘 要】金屬切削加工是21世紀機械制造業的重要環節，伴隨我國機械加工業的快速發展，數控銑床在數控加工中占據的位子也越來越重要，它具有高效率、加工一致性好，質量穩定，是現代機械加工的先進工藝裝備。切削用量的確定是數控加工工藝中極其重要的內容之一，機床切削用量的合理選擇將直接影響生產率、生產成本和加工質量，想要保證數控機床高效運行，就應該給數控機床性能相適應的切削用量。

【關鍵詞】數控技術；切削用量；合理選擇

在機械加工中，切削用量的合理選擇問題已經成為現代機械制造業中極為重要的問題。在相同的加工條件下，如果切削用量選用不同就會產生不同的切削效果，加工精度、生產率、生產成本、等問題均取決于切削用量的合理選擇。現階段影響切削用量選擇的因素對切削用量的影響程度還不是特別清楚，其中切削速度、切削功率、質量等級、表面粗糙度等為其主要因素。現在的大部分CAD/CAM軟件都能提供自動編程的功能，這些軟件在編程界面中提示工藝規劃中刀具選擇、切削用量設定等相關問題。只需設置了有關的參數，軟件就可以自動生成NC程序，傳輸至數控機床完成加工。數控銑床與普通銑床的不同點之一：它在人機交互狀態下完成其加工中切削用量的確定，操作性強、效果明顯為其突出優點。特別適合于生產實習教學，很值得我們深究。

一、合理選擇切削用量的原則探討

合理選擇切削用量，是指在現有加工設備的基礎上，通過保證工件的加工質量和刀具壽命，充分發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。切削用量的背吃刀量、進給量、切削速度（主軸轉速），稱為切削用量三要素。在選擇最佳的切削三要素時，我們須對影響切削用量選擇的相關因素進行分析。T=Ve1mf1m1ap1m2CTKVc（1），從以上刀具耐用度公式（1）可以得出，在切削用量三要素中切削速度對刀具耐用度影響最大，進給量、背吃刀量影響較小。刀具耐用度T值不變，只要提高切削三要素中任一要素，另外兩個要素就必須有相應的改變。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，以提高生產效率為主，同時考慮經濟性和加工成本，應盡量保證金屬切除率和刀具耐用度。半精加工和精加工時，應在保證加工品質的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。

二、切削用量的選取方法分析

（1）背吃刀量的選擇：根據機床和刀具的剛度、加工余量而定。在工藝系統系統剛度和機床的功率允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀，以減少進給量，若零件精度要求過高時，應考慮留出精車余量一般較普通車削時所留余量小，常取0.5mm～1mm為宜。若切削不銹鋼等加工較硬化的材料或切削表層有硬的鑄鍛件時，應使背吃刀量超過材料的厚度，避免刀尖的磨損；立銑刀粗銑時，要以背吃刀量不超過銑刀半徑為準，不超過7mm；端銑刀粗銑時，背吃刀量一般為2～5mm。（2）進給量f（mm/r）或進給速度F（mm/min）：要根據零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來選。為保證工件的品質要求時，選擇較高的進給量，可提高生產效率，選取范圍為：100～200mm/min。當加工精度和表面粗糙度要求高時，進給量應選小些，選取范圍在：20mm/min～50mm/min。另外，可以根據實際情況，采用查表法或經驗法來確定合理的進給量。（3）切削速度的確定：根據選擇好的切削深度和進給速度，在保證刀具合理耐用度的條件下，選擇一個較為合理的值。這是因為切削速度對刀具耐用度有著十分明顯的影響，一般情況下提高切削速度就會使刀具耐用度大大降低。粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度；精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時，宜選用較高的切削速度。 確定切削速度vc后，可通過刀具或工件直徑（D），按公式來確定主軸轉速n（r/min），公式如下：n=l000vc/（πD）。其中：n為主軸轉速（r/min）；D為工件或刀具直徑（mm）；v為切削速度（m/min），由刀具的耐用度決定。根據上述公式推導出主軸轉速n后，再選取較接近的轉速填入程序單中。切削速度v是數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面光潔度要求，以及刀具、工件的材料性質選取。

綜上分析，數控銑削加工中切削用量的合理選擇意義重大，粗車時，首先應選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次，選擇一個較大的進給量，最后確定切削速度。增大背吃刀量可減少走刀次數，增大進給量有利于斷屑，減少刀具消耗，達到降低成本的效果。精車時，應保證加工的質量，在此基礎上提高生產率，因此應選取較小的背吃刀量和進給量，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數，盡可能提高切削速度。

參 考 文 獻

[1]陳宏鈞.實用機械工藝手冊[M].北京：機械工業出版社，2003

[2]王維.數控加工工藝及編程[M].北京：機械工業出版社，2001

[3]高福海.數控銑削刀具選擇及切削用量的探討[J].機械制造與研究.2011（4）：5～7

[4]李郝林.機床數控技術[M].北京：機械工業出版社，2003

[5]李鴻吉.模糊數學基礎及實用算法[M].北京：科學出版社，2005