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1、文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng)
淺析數(shù)控加工中切削用量的合理選擇
文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng)
【論文關(guān)鍵詞】:隧道;數(shù)控加工; 切削用量; 合理選擇
【論文摘要】:文章介紹了切削用量的三要素,并對數(shù)控機床加工時切削用量的合理選擇進行了詳細闡述,為數(shù)控機床編程與操作人員提供參考。
切削用量是表示機床主運動和進給運動大小的重要參數(shù)。切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容, 切削用量的大小對加工效率、加工質(zhì)量、刀具磨損和加工均有顯著影響。現(xiàn)在,隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展,許多CAD/CAM軟件都提供自動編程功能,
2、這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題,比如:刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等,編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù),就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工。因此,數(shù)控加工中切削用量的確定是在人機交互狀態(tài)下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時也要求編程人員必須掌握切削用量確定的基本原則,在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點來合理的選擇切削用量。文章對數(shù)控編程中必須面對切削用量的確定問題進行了探討,給出了若干原則和建議,且對應(yīng)該注意的問題進行了討論。
1. 數(shù)控加工中切削用量的選擇原則
切削用量包括切削速度( 主軸轉(zhuǎn)速) 、背吃刀量、進給量,
3、通常稱為切削用量三要素。數(shù)控加工中選擇切削用量,就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下,充分發(fā)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。粗、精加工時切削用量的選擇原則如下。
粗加工時,一般以提高生產(chǎn)效率為主,但也應(yīng)考慮性和加工成本。切削用量的選擇原則首先選取盡可能大的背吃刀量;其次要根據(jù)機床動力和剛性的限制條件等,選取盡可能大的進給量;最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。
半精加工和精加工時, 應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。 切削用量的選擇原則首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量;其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求,選取較小的進給量;最后在
4、保證刀具耐用度的前提下,盡可能選取較高的切削速度。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊,并結(jié)合實踐經(jīng)驗而定。
(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)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。具體選擇如下:
粗加工時,在留下精加工、半精加工的余量后,盡可能一次走刀將剩下的余量切除;若工藝系統(tǒng)剛性不足或余量過大不能一次切除,也應(yīng)按先多后少的不等余量法加工。第一刀的ap應(yīng)
5、盡可能大些,使刀口在里層切削,避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。
當(dāng)沖擊載荷較大(如斷續(xù)表面)或工藝系統(tǒng)剛度較差(如細長軸、鏜刀桿、機床陳舊)時,可適當(dāng)降低ap,使切削力減小。
精加工時,ap應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定,采用逐漸降低ap的方法,逐步提高加工精度和表面質(zhì)量。一般精加工時,取ap=0.05~0.8mm;半精加工時,取ap=1.0~3.0mm。
(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) 進給量(進給速度)f(mm/min或m
6、m/r)的選擇
進給量( 進給速度)是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù),根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件等因素,參考切削用量手冊選取。對于多齒刀具, 其進給速度vf、刀具轉(zhuǎn)速n、刀具齒數(shù)Z 及每齒進給量fz的關(guān)系為: Vf=fn=fzzn。
粗加工時, 由于對工件表面質(zhì)量沒有太高的要求, f主要受刀桿、刀片、機床、工件等的強度和剛度所承受的切削力限制,一般根據(jù)剛度來選擇。工藝系統(tǒng)剛度好時,可用大些的f;反之,適當(dāng)降低f。
精加工、半精加工時,f應(yīng)根據(jù)工件的表面粗糙度Ra要求選擇。Ra要求小的,取較小的f,但又不能過小,因為f過小,切削厚度hD過薄,Ra反而增大
7、,且刀具磨損加劇。刀具的副偏角愈大,刀尖圓弧半徑愈大,則f可選較大值。一般,精銑時可取20~25mm/min, 精車時可取0.10~0.20mm/r。還應(yīng)注意零件加工中的某些特殊因素。比如在輪廓加工中,選擇進給量時,應(yīng)考慮輪廓拐角處的超程問題。特別是在拐角較大、進給速度較高時,應(yīng)在接近拐角處適當(dāng)降低進給速度,在拐角后逐漸升速,以保證加工精度。
(4) 切削速度Vc(m/min)的選擇
根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度。可用經(jīng)驗公式計算,也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗在機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,還應(yīng)
8、考慮:應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域;斷續(xù)切削時,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、細長件和薄壁工件時, 應(yīng)選用較低的切削速度;加工帶外皮的工件時,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。
(5) 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。
計算公式為: n=1000VC/πD
式中,D為工件或刀具直徑(mm)。
數(shù)控機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)速進行整倍數(shù)調(diào)整。
2. 結(jié)論
9、
隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(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)控機床的優(yōu)點,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。
參考文獻
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