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数控加工论文

时间:2014-5-16栏目:职教论文

  浅谈数控加工中的切削用量的选择与影响
  
  文/张芬芬
  
  摘 要:针对数控切削的特点,对切削加工中如何按照工件材质正确地选择刀具及切削用量的探讨。
  
  关键词:工件材质;数控刀具;切削用量
  
  数控切削加工的目的是用各种类型金属切削刀具从毛坯件上去除多余部分的材料,得到图样所要求的零件外形和尺寸。为了保证零件的加工质量,在加工中使用合适的切削用量及选择正确的刀具是非常关键的。
  
  一、工件材质切削特性分析
  
  工件材质的强度和硬度:在切削加工中,被切削材质越硬,需要的切削力就越大,消耗的能量就越大,产生的热量就越大,刀具的磨损就越快,刀具寿命就越短。并且工件的硬度、强度和刀具的磨损成正比例关系,也就是说强度和硬度越大的材料在加工时消耗的能量越大,温度上升越快,刀具的磨损越快,从而影响该材料的切削性能。
  
  工件材质的导热性:工件主要是通过切屑带走热量来进行散热的,材料的导热性越好,在加工时由切屑带走的热量就越多,越有利于降低工件的温度,降低刀具的磨损,延长刀具的使用寿命,提高材料的切削加工性能。
  
  工件材质的韧性:韧性是指当承受应力时对折断的抵抗,表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性越好,所吸收的能量越大,加工时切削区的温度就会越高,加剧刀具的磨损,影响材料的切削加工性能。
  
  工件材质的塑性:塑性是指在外力作用下,材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。塑性越大的材料在加工时越易变形,切削区的温度就会越高,刀具容易产生切屑瘤,影响工件的表面质量,同时还会降低刀具的使用寿命,影响材料的加工性能。如果材料的塑性太低,此时的材料就被称为脆性材料,在加工时热量会集中于切削刃处,不易散热,导致切削区温度升高,加剧刀具的磨损,影响材料的切削加工性能。
  
  二、数控刀具的选择
  
  刀具的选择应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工艺、工件的形状、切削用量及其他辅助因素正确选用,这样才能提高机床的效率和加工产品的质量,降低加工成本。
  
  刀具选择的总原则:刀具选用最重要的一点就是看性价比,在机床确定的条件下,首先考虑加工工件材料的切削性能,参照加工材料的性能选用价格最低的刀具,提高效益,降低成本。同时还要考虑加工工艺的安排,一般遵循少换刀,少装夹,先粗后精,先铣后钻,先外后内,提高生产效率。
  
  三、数控加工中切削用量的选择原则
  
  1.粗加工
  
  (1)考虑对生产效率的影响。当加工余量一定时,减小背吃刀量会使走刀次数增多,切削时间增加,生产效率降低。所以,粗加工情况下应尽量优先增大,以求一次进刀全部切除加工余量。
  
  (2)考虑对机床功率的影响。增大背吃刀量ap使切削力增加较多,而增大进给速度使切削力增加较少,消耗功率也较少。所以,在粗加工时,应尽量增大进给速度f。
  
  (3)考虑对刀具耐用度的影响。对刀具耐用度影响最大的因素是切削速度vc,其次是进给速度f,影响最小是背吃刀量ap。优先增大背吃刀量ap可以提高生产效率和延长刀具耐用度。
  
  综上所述,切削用量应首先选择最大的背吃刀量ap、其次选择大的进给速度f,最后根据确定的ap和f,并在刀具耐用度和机床功率答应条件下选择合适的切削速度vc。
  
  2.半精、精加工
  
  (1)背吃刀量ap的选择。半精加工的余量较小,约为1——2mm,精加工余量更小。半精、精加工的背吃刀量ap的选择,原则上取一次切除,背吃刀量ap不宜过小,建议取值≥0.5mm。
  
  (2)进给速度f的选择。半精加工和精加工的背吃刀量较小,产生的切削力不大,所以增大进给量主要受到表面粗糙度限制。
  
  (3)切削速度vc的选择。半精加工、精加工的背吃刀量ap和进给速度f较小,因此切削速度vc的选择主要受刀具耐用度限制。
  
  随着制造业的进一步发展及数控机床的应用普及程度的不断提高,数控切削技术已经被制造型企业普遍采用。因此在切削用量的选择与加工道具的选择过程中,要根据材质特性与机床性能确定切削用量,加工技术人员应掌握数控加工中切削用量的确定原则,并结合现场的生产状况选择出合理的切削用量和道具,从而提高被加工工件的加工质量并缩短加工时间,提高生产效率,提高制造型企业的经济效益和生产水平。
  
  参考文献:
  
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  (作者单位 江苏省高淳中等专业学校)
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