數控車床（chuáng）刀具（jù）優選及切削用量的探（tàn）討（tǎo）
2017-7-20 來源：天津農學院 作者：包 寧， 王（wáng）秀芝， 蘆嘯天
摘 要：從車床刀具特征（zhēng）對數控車床（chuáng）刀具的選擇（zé）進（jìn）行了詳（xiáng）細的探討，從背吃刀量、主軸轉速和進給量三（sān）方麵分析（xī）了數控車床切削用量。 大量的相關研究與生產實踐證明，刀具的優選與切（qiē）削用量的選擇（zé）對加工生產具（jù）有十（shí）分重要的現（xiàn）實意義，能夠有效提升工作的效率與質（zhì）量（liàng）。
關鍵詞：數控車床 刀具 切削用（yòng）量
引言
所謂切削用量，主要是（shì）應（yīng）用（yòng）於核算供需成本、切削功率調整、計算切削力以及調整機床的參數（shù）。切削用量的合理與否， 關係（xì）到整個機床的潛（qián）力與刀具切削性能，是實現低耗（hào）、優質、高產的關鍵[1]。 而數控車床刀具優選直接關係（xì）到刀具的使用壽命， 倘（tǎng）若選擇不（bú）佳，不（bú）僅會導致（zhì）浪費（fèi），同（tóng）時也會對生產效率造成巨大的影響。所以，深入研究（jiū）探討數控車床刀具優選（xuǎn）及切削用量（liàng）就成為數控機床生產的關鍵所在。
1 、數（shù）控車床刀具的選擇
1.1 數控車床刀具（jù）的特征
相較於普通機床刀具， 數控車床刀（dāo）具（jù）具有以下（xià）幾（jǐ）個方麵的特征（zhēng）：具有（yǒu）良好的（de）精度與（yǔ）剛性，抗振效果好，熱變形小；具有良好的互換性，能夠進行快速換到；具（jù）有更為長久的壽命，切削性更為穩定；刀具尺寸調（diào）整較為方便，能夠（gòu）有效縮短換刀所用（yòng）的時間；刀具（jù）能夠穩定的卷屑或斷屑；具有標準化、係列化的特征（zhēng），能夠方便刀具管（guǎn）理與編程。
1.2 數控車床刀具的選擇（zé）原則
科學、 合理的刀具壽命（mìng）是數控車床進行刀（dāo）具優選的基礎性原則， 車刀壽（shòu）命和（hé）切削量之間存在極為密切的聯係，設計相應的切削（xuē）用量以前，應當針對刀具（jù）的壽（shòu）命實施合（hé）理（lǐ）的選擇， 刀具壽命選擇則應當依照優化的目標來進行確定。 通常（cháng）包含最低（dī）成本刀具壽命與（yǔ）最高生產率刀具壽命（mìng）， 前者依照工序（xù）成本最低的目標來進行選擇， 後者依照單件工時最少的目標來進行（háng）選擇（zé）。
1.3 數控車床優選刀具類型
數控車床常用刀具類（lèi）型主要有圓弧形（xíng）車刀（dāo）、成型車（chē）刀以及尖形（xíng）車刀。 其中，成型車刀也可以稱作樣板車刀，其刀刃的尺寸（cùn）與（yǔ）形狀直（zhí）接決定著所加工零件（jiàn）的輪廓（kuò）形狀。 而在數控加工（gōng）當中，應當盡量少使用成型車刀。 所謂尖形車刀，其（qí）主要是以直線形切（qiē）削（xuē）刃為主要特征（zhēng）的一種刀具，分別（bié）由直線形狀的（de）主、副切削刃構成（chéng）。 對尖形車刀集合參數的選擇（zé）來說，它與普通車削較（jiào）為類似，但應當綜（zōng）合數控特創的特（tè）征來實施全麵的（de）分析。圓弧形（xíng）車刀本身的圓度或者線輪廓度都非常小，切削刃（rèn）為（wéi）圓弧形，刀位（wèi）點處於（yú）圓心。在進行車刀圓弧半徑選擇的時候必須要進一步（bù）考慮兩點刀具切削刃的圓（yuán）弧半徑，需要等於或（huò）者小於零件凹（āo）形輪廓當（dāng）中的最小曲率半徑，同時應當（dāng）避免過小的情況，否則不僅會導致製造難（nán）度增加，同時還會因為刀體散熱能力差或者刀尖強度過弱（ruò）致使車（chē）刀受損。
針對（duì）粗加工來說，由於餘量較大，相應的車刀選擇則需要保證具備充足的強（qiáng）度、剛性（xìng）。 通常情況下，整體刀具本身具有良（liáng）好的剛性， 然而因為其本身的結構相對較為繁雜， 所以機夾刀具就（jiù）成為主要的研發方向。針對刀具選擇而言，機夾刀具本身的加工精度與刀片夾持結構極為關鍵（jiàn），針對（duì）粗車（chē）需求，應當選（xuǎn）擇兼具耐用（yòng）性、強度的車（chē）刀，以（yǐ）此來滿足粗車對打進給量與大背吃刀量方（fāng）麵的需求[2]。 而針對精車需求，應當選擇兼具耐用性、精度的車刀。
2 、數控車床切削用量
對於效率要求極高的金屬切（qiē）削加工情況， 具體的切削（xuē）用量（liàng）、切削工具以及被加工材料至關重要，三者的選擇直接關係到（dào）整個切削加工的品質（zhì）、 時間，並（bìng）且還對車刀的壽命產生直接的影響。要想有（yǒu）效保（bǎo）障加工的經濟與效率，就必須要針對切削條件進行有效（xiào）的確（què）認。 切削用量分別（bié）涉及到切削速度、進給量以及背吃刀量，這三個要素直接（jiē）關係到車刀的損傷情況。
確定切削用量的進（jìn）程中（zhōng）， 必須要在保（bǎo）障切削係統強度、剛性等相關需求的基礎上，進一步發揮機床（chuáng）的生產功率，以此來提升車（chē）刀的切削性能。對應（yīng）數值的選擇必須要遵循機床給定的切削參數要求， 並且要保障進（jìn）給量、 主軸轉速（sù）以及背吃刀量能夠進行有效適（shì）應參數變化， 以此來保障整個切削工作的效率與（yǔ）質量。 相應的原則主（zhǔ）要（yào）包含以下兩個（gè）方麵： 一（yī）方麵，在保障加工經濟性的前提下，粗車盡可能提升生產效率；另一方（fāng）麵，半精車與精車（chē）需要在保障工件表麵粗糙度要求（qiú）與加工精度要求的前提下， 有效兼顧生產方麵的效率。
2.1 背吃刀量
背吃刀量的（de）選（xuǎn）擇需要充分考慮機床、 刀具、夾具以及工件等方（fāng）麵的實際（jì）情況。 在（zài）保障工藝係統剛度的前提下，需要盡（jìn）可能選擇最少的僅給次數來開展加（jiā）工餘量切除工作， 從而有效保證生產（chǎn）的效率。在麵對（duì）零（líng）件精（jīng）度要（yào）求較為苛刻的加工生（shēng）產時，通常（cháng）需要提前（qián）預留 0.2~0.5 mm 的單邊精車餘量。
2.2 主（zhǔ）軸轉速
綜合參考刀具允許的（de）切削速度、機床（chuáng）性能以及（jí）被加工零件材料等，同時參考（kǎo）有關數控加工生產切削用量有關的各種資料，以此來設計相應的切削速度。 切削速度設計完成之後，接著參考工件直徑來進行對應的計算（suàn）工作，最終得（dé）出主軸轉速。
2.3 進給量
進給量的確定應當綜合參考被加工零件材（cái）料、精度以及粗（cū）糙度等相關（guān）條（tiáo）件， 在進一步保證零件表麵品質的先決條件下，盡可能選擇較大的進給（gěi）量，使加工效率得以提升。
粗加工情況下，通常確定較大（dà）的切削用量，在車削的進程中需要有限選擇較大的背吃刀量， 以此來降低走刀的（de）次數，其次，盡可能給（gěi）予較大的進給量，最後則（zé）是盡量提升切削的速度，切削的速（sù）度越高，相應的（de）刀尖溫度（dù）也（yě）能夠快速上升（shēng），從而引發熱磨損、機械磨損以及化學磨損， 磨損情況嚴重不僅會（huì）增加車床負荷，同時也會對加工品質產生影響。切削速（sù）度每提升 1/5，相應的刀具壽命則會降低 1/2[3]。
倘若刀具性能與（yǔ）機床能夠滿（mǎn）足相應的需求，應當盡可能提（tí）升切削的（de）速度，對應的情況下，能夠選擇（zé）較低的進給量，以此來提升零件表麵的質量。當選擇（zé）精車外圓表麵（miàn）的情（qíng）況下， 進給量能夠實現每轉 0.1mm，精（jīng）加工情況（kuàng）下，相應的加工餘量（liàng）較小，導致切（qiē）削深度也非常（cháng）小，針（zhēn）對形狀精度要求較高的表麵來說，應當劃（huá）分多次來（lái）去除對應的餘量， 以此來降低殘留的形狀誤差部分[4]。
3 、結語
切（qiē）削用量是機械加工（gōng）當中必須要進（jìn）行確認的關鍵參數， 切削用量相應參數的（de）合理性對整個加工產生的效率、質量以及成本產生直（zhí）接（jiē）的影響。科學合理的切削用量指的是充分（fèn）利用機床動力（lì）性能（ 扭矩、功（gōng）率） 與切削性能，在有效保障質量的先決條件下，盡可能爭取低的加工成本與高的生產（chǎn）率的切削用量。與此同時，還必須要高度重視切削刀具的優選工作。大量的相關（guān）研究與生產實踐進一步證明（míng）， 刀具的優選與切削用量的選擇對加工生產具有十分（fèn）重要的現實意義（yì），它（tā）能（néng）夠有效提升工作的效率與質量。需要注意（yì）的是（shì），現階段，數控（kòng）車削的許多刀具相關資料及工藝基本都是在（zài）普通機械加（jiā）工（gōng）生產的（de）基礎（chǔ）上進行的，並不完全適用於數控車削加工生產， 因此切削用量仍需要更為深入的研究。
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