合理選擇切削用量 發揮數控銑床的優越性

摘 要：在數控銑削加工中，選擇合理的切削用量是尤為重要的，很多初學者都很難掌握這一問題，目前隨著加工制造軟件的發展，大多數加工中都運用了自動編程，工藝者在自動生成程序時重點要設置的就是切削用量相關參數了，參數設定的不合理會導致實際加工中相關尺寸的不準確，所以說要設定與實際加工相符的切削用量參數已成為現代產業中極為重要的問題之一。

關鍵字：切削用量 數控銑床 數控制造技術 發揮優越性

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0014-03

隨著現代數控機床產業的迅猛發展，數控銑床在中等職業學校中日漸普及，數控制造技術也得到了越來越多的應用，如何充分發揮數控銑床在機械加工中的優越性，合理的選擇切削用量起著至關重大的意義。

切削用量三要素是由切削速度、進給速度和背吃刀量組成。在零件切削加工中，切削用量直接影響零件的加工質量、加工刀具的使用壽命、零件的加工精度、生產率、產品的加工成本等。在相同的加工條件下，選擇不同的切削用量產生的加工效果是不一樣的。所以說切削用量的合理選擇是目前現代化機械制造產業中具有十分重要的經濟作用。

1 影響切削用量選擇的因素

在機械加工過程中，切削用量直接影響到零件的切削效果，因此在加工過程中必須選擇合理的切削用量。那么如何選擇切削用量才是合理呢，主要是在保證零件加工質量和加工刀具的使用壽命及所具有的機械生產設備的前提下，能夠充分發揮數控機床、刀具的使用性能，從而提高生產率，降低生產成本。現階段在很多工廠中一般是通過查參考手冊、實踐經驗來選擇切削用量的。通常工廠中或學校教學中所選擇的切削用量都是在多次加工實踐中所得到的，這樣選擇的切削用量往往在加工環境變化時就會對加工零件帶來一定的誤差，如何準確、合理地選擇切削用量，就要對一些因素進行祥細的分析。

在實際生產中影響切削用量選擇的因素主要有：

（1）待加工工件的尺寸。工件的毛坯尺寸的大小決定加工時切削用量的選擇，毛坯尺寸過大，則選擇大量的背吃刀量，毛坯尺寸小，為保證加工尺寸，則選擇小量的背吃刀量；

（2）待加工工件形狀。工件的形狀不同選擇的切削用量不同，平面輪廓與曲面輪廓加工時所選擇的切削用量是不同的；

（3）待加工工件材料。材料不同影響切削用量的選擇，根據不同材料的強度、硬度等不同要適當調整切削用量；

（4）待加工工件的尺寸精度和表面質量要求。工件的尺寸精度和表面質量要求直接影響切削用量的選擇，如果尺寸精度和表面質量要求不高，則可以選擇大的背吃刀量，從而提高加工效率；如果尺寸精度和表面質量要求很高是，則要注意選擇切削用量，從而保證加工精度；

（5）刀具的材質及結構。加工時選用的刀具十分關鍵，不同材料的刀具它的切削性能不同，不同結構的刀具切削性能也不同，所以刀具是選擇切削用量的關鍵；

（6）數控機床型號結構與性能。機床的類型不同，性能也就不同，選擇切削用量是首先要了解選用機床的性能，最高轉速，最大進給等，才能合理的選擇切削用量；

（7）機床—刀具—工件系統的剛性是限制切削用量的重要因素。切削用量的選擇應使機床—刀具—工件系統不發生較大的“振顫”。如果機床的熱穩定性好，熱變形小，可適當加大切削用量；

（8）冷卻液。冷卻液同時具有冷卻和潤滑作用。帶走切削過程產生的切削熱，降低工件、刀具、夾具和機床的溫升，減少刀具與工件的摩擦和磨損，提高刀具壽命和工件表面加工質量。使用冷卻液后，通常可以提高切削用量。冷卻液必須定期更換，以防因其老化而腐蝕機床導軌或其他零件，特別是水溶性冷卻液。

2 合理選擇切削用量的基本原則

切削用量是由切削速度、進給速度以用背吃刀量三要素組成。這三要素直接影響工件的加工效率，合量選擇切削用量的原則是：粗加工階段，一般以提高生產率為主，同時考慮現有加工條件和加成本；半精加工階段和精加工階段，一般以保證加工質量為主，同時考慮加工效率和加工成本。根據機床性能，刀具性能等合理選擇切削用量。（1）背吃刀量ap的選擇：背吃刀量是工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離，其單位為mm。背吃刀量的選擇通常是以機床的性能和刀具的性能、總加工余量大小而定。除留下道工序的工序余量外，去除加工余量盡可能一次性去除，這樣可以減少走刀次數，從而提高生產率，降低生產成本。若總加工余量過大，要根據加工機床系統的剛性及刀具的工藝性能，適當的分刀次加工。當待加工表面有硬皮時，應選擇背吃刀量的值超過硬皮的厚度，這樣可以防止刀尖磨損，提高刀具使用壽命。一般情況下立銑刀粗銑時，背吃刀量以不超過銑刀半徑為原則；半精銑時，背吃刀量一般為0.5～1 mm；精銑時，背吃刀量一般為0.1～0.2 mm。（2）進給速度F的選擇：進給速度F是工件或刀具每回轉一周或每一征程時，刀具或工件沿進給運動方向移動的距離。進給速度的單位為mm/r或mm/行程。進給速度是數控加工中重要的加工參數，主要根據工件加工精度、表面質量、加工性質、以及刀具和工件的材料來選擇。工廠中為了提高生產效率，通常在機床剛度和刀具性能允許的條件下，粗加工時盡可能的選擇高的進給速度，精加工時則為了保證加工精度和表面質量，選擇低的進給速度。具體的進給速度的多少還要根據所選用的刀具性能以及加工經難來確定。（3）切削速度Vc的選擇：切削速度Vc是切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度。切削速度Vc的單位為m/s或m/min。數控銑削加工中主軸轉速是由切削速度得到的，切削速度一般根據工件特性查有關手冊資料選取的，再運用公式算出主軸轉速，加工中直接運用主軸轉速就可以了。銑削是的主軸轉速n（單位：r/s或r/min）為：n=1000 Vc/πd。

式中：d—切削刃上選定點所對應的工件或刀具的直徑，單位為mm；

Vc-切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度切削速度Vc的單位為m/s或m/min。

選擇切削速度的一般原則是：粗加工時，背吃刀量和進給速度較大，所以選擇較低的切削速度；精加工時，背吃刀量和進給速度較小，所以選擇較高的切削速度。工件材料強度和硬度高時，應降低切削速度。刀具材料的切削性能較好時，應選擇較高的切削速度。

3 數控銑削加工中切削用量合理選擇實例應用

數控銑削加工中切削用量如何選擇是很關鍵的，對加工起著很大的作用，那么在實際生產中，選擇切削用量單憑查找相關手冊資料是遠遠不夠，而是要憑在生產實踐中的經驗來選擇。以下是該校實訓加工實例（如圖1所示）

所用機床主要參數見表2-4。

加工此零件所選擇的切削用量依據相關資料及加工經驗確定的。零件材料分別選用45#鋼、鋁、代木三種材料加工為例，在華中數控系統的銑床上加工，選用Ф10的平頭立銑刀粗加工，再選用R4球頭立銑刀半精加工和精加工。加工參數設置中，加工的側吃刀量均為刀具直徑的50%；加工方向均為順時針方向。在以上條件下分別采用白鋼（高速鋼）和鎢鋼（硬質合金）兩種材質的刀具來加工，在保證刀具正常的使用情況下所設定的切削參數（參數對照表）。

4 結語

隨著數控銑床的廣泛普及，數控技術CAD/CAM得到了越來越多的應用，從而會使刀具和切削用量的選擇更多的是CAM中即時設定的。因此，編程技術人員必須熟練掌握刀具和切削用量的選擇的基本方法和原則，這對保證工件加工的質量和產品的生產率，發揮數控銑床的優越性起著決定性意義。

參考文獻

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