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數控車床刀具優選及切削用量的探（tàn）討（tǎo）

2017-7-20 來源（yuán）：天津農學院（yuàn）作（zuò）者：包（bāo）寧，王秀芝，蘆嘯天

     摘要：從車床刀（dāo）具特征對數（shù）控車床刀具的選擇進行了詳細的（de）探討，從背吃刀量、主軸轉速和進給量三（sān）方麵分析了數控車床切削用量。大量的相關研究與生產實（shí）踐證（zhèng）明，刀具的優選與切削用量（liàng）的選擇對加工生產具（jù）有十（shí）分重要的現實意義（yì），能夠有效提升工作的效率與質量。

     關鍵詞：數控車床刀具切削用量

      引言

     所謂切削（xuē）用量，主要是（shì）應用於核算供需（xū）成本、切削功（gōng）率調整、計算切削力以及調整機床的參數。切削（xuē）用量的合理（lǐ）與否（fǒu），關係到（dào）整個（gè）機床的潛力與刀具切削性能，是實現低耗、優質、高產的關鍵[1]。而數控車床刀具優選（xuǎn）直接關係到刀（dāo）具的使（shǐ）用壽命，倘若選擇（zé）不佳，不僅（jǐn）會導致浪費，同時（shí）也會（huì）對生產（chǎn）效率造成（chéng）巨大的影響。所以，深入（rù）研究探討（tǎo）數（shù）控（kòng）車床刀具優選及切削用量就（jiù）成為數控機床生產的關鍵所在。

      1 、數控車（chē）床刀具的選擇

      1.1 數控車床刀具的特征

     相較於普通機（jī）床刀具，數控車床刀具具有以下幾個方麵的特征：具有良好的精度與剛性，抗振效果好，熱變形小；具有（yǒu）良好的互（hù）換性，能夠進行快速換到；具有更為長久的壽命，切削性更為穩定；刀具（jù）尺寸調整較為方便，能夠有效（xiào）縮短換刀所用的時間；刀具（jù）能夠穩定的卷屑或斷（duàn）屑；具（jù）有標準化、係（xì）列化的特征，能夠方便（biàn）刀具管理（lǐ）與編程。

     1.2 數控車床刀具的選擇原則（zé）

     科學（xué）、合（hé）理的刀具壽命是（shì）數控車床進行刀具優選的（de）基礎性原則，車刀壽命和切削量之間存在極為密切（qiē）的聯係，設計相應的切削用量以前，應當（dāng）針對刀具（jù）的壽命實施合理的選擇（zé），刀具壽命選擇則應當依照優（yōu）化（huà）的目標（biāo）來（lái）進行確定。通常包含最低成本刀具壽命與最高生產率刀（dāo）具壽命，前者依照工序成本最低的目標（biāo）來進行選擇，後者依照單件工時最（zuì）少的目標來進行選擇（zé）。

       1.3 數控車床優選（xuǎn）刀具類型

      數控車床常用刀具（jù）類型主要有圓弧形車刀、成型車（chē）刀以及尖形車刀。其中，成型車刀也可以稱作樣板車刀，其刀刃的尺寸與形狀直接決定著所加工零（líng）件的輪廓形狀。而在數控加工當（dāng）中，應當盡量少使用成型車刀。所謂（wèi）尖形車刀，其主要是以直線形切削刃為主要特征的一種（zhǒng）刀具，分別由直（zhí）線形狀的主、副切（qiē）削刃構成。對尖形車刀集合參數的選擇（zé）來說，它（tā）與普通車削較為類（lèi）似，但應當綜合數控特創的特征來實施全麵（miàn）的分析（xī）。圓弧形車刀本身的圓（yuán）度或者線輪廓度都非常小，切削刃為（wéi）圓弧形，刀（dāo）位（wèi）點處於圓心。在進行車刀圓弧半徑選（xuǎn）擇的時候必須要進一步考慮兩點刀具切削刃的圓弧半徑，需要等於或者小於零件凹形輪廓當中的（de）最小曲率半（bàn）徑，同時應當避免過小（xiǎo）的情況，否則不僅會導致製造難度增加，同時還會因為（wéi）刀（dāo）體（tǐ）散熱能力（lì）差或者刀尖強度過弱致使車刀受損（sǔn）。

      針對粗（cū）加工來（lái）說，由於餘量較大，相應的車刀（dāo）選擇則需要（yào）保證具備充足的強度、剛性。通常情況（kuàng）下（xià），整體刀具本身具有良好的剛性，然而因為其本身的結構相對較為繁雜，所以機夾刀（dāo）具（jù）就成（chéng）為（wéi）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（yǔ）刀片夾（jiá）持結構極為關鍵，針對（duì）粗車需求，應當選擇兼具（jù）耐（nài）用性、強度的車（chē）刀，以此來滿（mǎn）足粗車（chē）對打進給量與大背吃刀量方（fāng）麵（miàn）的需求[2]。而針對精車需求，應當選（xuǎn）擇兼具耐用性（xìng）、精度的（de）車刀。

     2 、數控車床切削用量

     對（duì）於效（xiào）率要求極高的金屬切削（xuē）加工情況，具（jù）體的切削用量、切削工具（jù）以及被加工材料至關重要，三者的選擇直接關（guān）係到整個切削加工的（de）品質、時（shí）間，並且還對車刀的壽（shòu）命產生直接的影響。要想有（yǒu）效保障加工的經濟與效率，就必須要針對切削條件進行有效的確認。切削用量分別涉及到切削速度、進給量以及背吃刀量（liàng），這（zhè）三個要素直接關係到車刀的損傷情（qíng）況。

     確定切削用量的進程中，必須要在保障切（qiē）削係統強度、剛性等相關（guān）需求的基礎上，進一步發揮機床（chuáng）的生產功率（lǜ），以此（cǐ）來提升車刀的切削性能。對應數值的選擇必須要遵循（xún）機（jī）床給定的切削參數要求，並且要保障進給量、主軸轉速以（yǐ）及背吃刀量能夠進行有效適應參數變化，以此來保障整個（gè）切削工作（zuò）的效率（lǜ）與質量。相應的原則主要包含以下（xià）兩個方麵：一方麵，在（zài）保障加（jiā）工經濟性的前提下，粗車盡可能提升生產效率；另一方麵，半精車與（yǔ）精車需要在保障工件表麵粗糙度（dù）要（yào）求與加工精度要求的前提下，有（yǒu）效兼（jiān）顧（gù）生產（chǎn）方麵的（de）效率。

      2.1 背吃刀量

      背吃刀量的選（xuǎn）擇需要充分考慮機床、刀具、夾具以及工（gōng）件等方麵（miàn）的實際情況。在保障工藝係統剛度的前提下，需要盡可能選擇最少（shǎo）的僅給次數來開（kāi）展加工餘量切除工作，從而有效保證生產的效率。在麵對零件精度要求較（jiào）為苛刻的加工生產時，通（tōng）常需要提前預留 0.2~0.5 mm 的單邊精車餘量。

      2.2 主軸轉速

      綜合參考刀具允許的切削速度、機床性能（néng）以及（jí）被加工零件材料等，同時參考有關數控加工生產切削用量有（yǒu）關的各種資料（liào），以此來設計相應的切削速度。切削速度設計完成之後，接（jiē）著參考工件直徑來進行對應的計算工作，最終得出（chū）主軸轉速。

       2.3 進給量

      進給量的確（què）定應當綜合參（cān）考被加工（gōng）零件材料、精度以及粗糙度等相關條件，在進（jìn）一步保證（zhèng）零件表麵品質的先決條件下（xià），盡（jìn）可能選擇較大的進（jìn）給量，使加工效（xiào）率得以提升。

      粗加工情（qíng）況下（xià），通常確（què）定較大的切削用量，在車削（xuē）的進程中需要有限選擇較大的背吃刀量，以此（cǐ）來（lái）降低走刀的次數，其次，盡可能（néng）給予較大的進（jìn）給量，最後則是盡量提升切削的速度，切削的速（sù）度越高，相應的刀尖溫度也能夠快速上升，從（cóng）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增加車床負荷，同時也（yě）會對加工品質產生影響。切削速度每提升 1/5，相（xiàng）應的刀具壽命則會降低 1/2[3]。

       倘若刀具性能與機床能夠滿足相應的需求，應當盡可能提升切削的速度（dù），對應的情況下，能夠選擇較低的進給量，以此來提升零件表麵的質量。當選擇精車外圓表麵的情況下，進給量能夠實現（xiàn）每轉 0.1mm，精加工情況下，相應的（de）加工餘量較小，導致切削深度也非常小，針對形狀精度要求（qiú）較高的表麵來說，應當（dāng）劃（huá）分多次來去（qù）除（chú）對應（yīng）的餘量，以（yǐ）此來降低殘留的（de）形狀誤差部分[4]。

        3 、結語

       切削用量是機械加工當中必須要進行確認的關鍵參數，切削用量相應參數的合理性對整個加工產（chǎn）生的效率、質量以及成本產生直接的影響。科學合理的切削用量指的（de）是充分利用機（jī）床動力性能（扭矩（jǔ）、功率）與切（qiē）削性能，在有效保障質量的先（xiān）決條件下，盡（jìn）可能爭取低的加工成本與高的（de）生（shēng）產率的切削用量。與此同時，還必須要高（gāo）度重視切（qiē）削刀具的（de）優選工作。大量的相（xiàng）關研究與（yǔ）生產實踐進一步（bù）證明，刀（dāo）具的（de）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，它能夠有效提升工作的效率與質量。需要注意的是，現階段（duàn），數控（kòng）車削的許多刀具相關資料及工藝基本都（dōu）是在普通機械加（jiā）工生產的基礎（chǔ）上進行的，並不完全適用於數控（kòng）車削加工生產，因此切削用量仍需要更為深（shēn）入的研究。

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