數(shù)控機(jī)床加工中切削用量對加工精度的影響分析

梁佳峰

摘? 要：隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床被廣泛應(yīng)用在各種加工制造的企業(yè)中，對于數(shù)控機(jī)床的研究可以有效促進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展。本文中筆者就數(shù)控加工中對于切削用量的總體選擇原則、造成零件加工誤差的因素以及減少誤差采取的有效對策進(jìn)行了詳細(xì)敘述，希望以此能夠提出建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;加工;切削用量;加工;精度;影響;分析

一、數(shù)控加工中對于切削用量的總體選擇原則

數(shù)控車削加工切削用量是切削過程中的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。切削用量用量的選擇，對加工效率、加工成本和質(zhì)量都有重要的影響。切削用量需要考慮機(jī)床、刀具、工件材料和工藝等各個(gè)方面因素。當(dāng)?shù)毒叩哪陀枚纫欢〞r(shí)，從提高生產(chǎn)率的角度考慮，對于切削用量有一個(gè)總原則：首先選擇盡量大的被吃刀量，其次選擇最大的進(jìn)給量，最后是選擇最大的切削速度。

1、背吃刀量 ap（mm）的選擇

背吃刀量 ap 根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度確定。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap 就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。具體選擇：粗加工（Ra10～80mm）時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)切 除 全 部 余 量。在 中 等 功 率 機(jī) 床 上，背 吃 刀 量 可 達(dá) 8～10mm。半 精 加 工（Ra1.25～10mm）時(shí)，背吃刀量為 0.2～0.4mm。在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大、或加工余量不均勻時(shí)，粗加工分幾次進(jìn)給，前兩次進(jìn)給的背吃刀量盡量取大一些。提高生產(chǎn)率，刀具壽命可選的低一些。一般選取 15～30 分鐘。

2、切削寬度 L（mm）

一般 L 與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。在數(shù)控加工中，一般 L 的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。

3、切削速度 Vc（m/min）的選擇

根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度。可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，

也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)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(shí)，還應(yīng)考慮：應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域;斷續(xù)切削

時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度;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;加工大件、細(xì)長件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度;加工

帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度;工藝系統(tǒng)剛性差的，應(yīng)減小切削速度。

4、主軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）

主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度 VC 來選定。計(jì)算公式為：n=1000VC/πD? 式中，D為工件或刀具直徑（mm）。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。

二、造成零件加工誤差的因素

在機(jī)械加工過程中零件加工必然會有誤差，而導(dǎo)致加工產(chǎn)生誤差的因素跟多，其中既有人為操作不當(dāng)引起的誤差，也有設(shè)備本身的誤差，還有加工過程中由于機(jī)械和零件產(chǎn)生形變造成的誤差。另外由于儀表刻度盤松動或者發(fā)生銹蝕也會產(chǎn)生誤差，因此在實(shí)際加工過程中我們要對誤差進(jìn)行全面分析，將可能產(chǎn)生誤差的因素都要考慮進(jìn)行，采取有效措施來降低零件加工誤差。一般來說造成零件誤差主要有以下幾個(gè)因素：

1、量具誤差或測量技術(shù)誤差

在進(jìn)行零件的測量時(shí)一般會用到固定的測量用具，為了避免產(chǎn)生誤差，工作人員不僅要對測量的工具進(jìn)行系統(tǒng)全面的檢查，而且還要使用正確的方法來操作量具，例如在使用游標(biāo)卡尺時(shí)要注意尺身上的螺絲釘?shù)乃删o度，而使用千分尺時(shí)手感對于測量的結(jié)果十分重要，另外在讀取數(shù)據(jù)時(shí)工作人員的視線是否與測量用具上的刻度線保持對齊的狀態(tài)，這對于讀數(shù)準(zhǔn)確十分關(guān)鍵。這些誤差在日常實(shí)踐中具有隱蔽性，工作人員稍有馬虎就很容易犯這樣的錯(cuò)誤。

2、刀具角度誤差和刀具磨損產(chǎn)生的誤差

在利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，刀具安裝的角度對于零件的加工精度有重要影響。不同角度的刀具不但能夠影響對機(jī)械零件切削的鋒利程度，而且還會影響切削力度、切削保護(hù)和切削變形的大小等。而刀具的磨損程度則直接影響零件的加工精度以及表面的粗糙程度等，而且刀具的磨損程度對尺寸精度的影響具有隱蔽性，在安裝刀具時(shí)要將刀具對準(zhǔn)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)中心。

3、加工工藝系統(tǒng)的熱變形引起的誤差

數(shù)控機(jī)床的工藝系統(tǒng)包含機(jī)床、工件、刀具以及軸承加工系統(tǒng)的各個(gè)部件，通常情況下在加工過程中由于產(chǎn)生熱源的原因?qū)е赂鞣N工件會引發(fā)形變，各個(gè)零件的不均勻形變就會導(dǎo)致刀具與工件的相對位置產(chǎn)生誤差，從而直接導(dǎo)致加工熱變形誤差，而這個(gè)誤差對于機(jī)械零件的準(zhǔn)確性有較大影響。具體來說，機(jī)床在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量，從而引起熱變形加工誤差，耐磨性下降。在加工時(shí)對工件產(chǎn)生的切削力也會下降引起誤差，而工件受熱也會產(chǎn)生變形造成工件的形狀誤差。因此在實(shí)際生產(chǎn)中人們都會采取有效的措施來降低熱形變，從而減小這種由于受熱產(chǎn)生的變形對切削加工的影響，一般采用切削液、選用合理的加工工藝、改進(jìn)刀具角度等方法來降低熱變形工件產(chǎn)生的加工誤差。

三、減少誤差采取的有效對策

我們將車削的給進(jìn)量固定不變，車削的速度設(shè)置為較快的時(shí)候，吃刀量比較大時(shí)工件的表面粗糙度就會很低。但是在加工時(shí)我們將切削速度和給進(jìn)量設(shè)置成同等大小時(shí)，切削量很小的時(shí)候，零件表面的粗糙程度卻有明顯差別，零件表面會有拉毛或者劃痕的損傷，并且還不容易控制尺寸精度，因此我們通過研究發(fā)現(xiàn)利用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，切削用量對于加工精度的影響十分顯著，具體加工時(shí)需要對切削用量的選擇上加以重視，這樣才能提高零件的尺寸精度和降低零件表面的粗糙度[。

四、結(jié)語

隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控加工程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下合理的確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉數(shù)控加工中切削用量的確定原則，結(jié)合現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況，選擇出合理的切削用量，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。

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