數控車床刀具優選及切削用量的探討-特種加工（gōng）機（jī）床網-數（shù）控機床市場網

您現在的位置：特種加工機床（chuáng）網> 技術前沿（yán）>數控車（chē）床刀具優選及切削用量的探討

數控車床刀具（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，王秀芝，蘆嘯天

     摘要：從車床（chuáng）刀具特征對數控（kòng）車床刀具的選擇進行了詳細的探討，從背吃刀量、主軸轉速和進給（gěi）量三方（fāng）麵分（fèn）析了數控（kòng）車床切削用量。大量的相關研究與生產實踐證明，刀具的優選與切削用量的選擇對加工生產具有十分重要的現實意義，能夠（gòu）有（yǒu）效提升（shēng）工作的效率（lǜ）與（yǔ）質量。

     關鍵詞（cí）：數控車床刀具切削用量

      引言

     所謂切削用量，主要是應用（yòng）於核算供（gòng）需成本、切削（xuē）功率調整、計算切削（xuē）力（lì）以及調整（zhěng）機床的參數。切削用量的合理與否，關係到整個機床的潛（qián）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（chuáng）刀具優選直接關係到刀具的使（shǐ）用壽命，倘若選擇不佳，不僅會導致浪費，同時（shí）也會（huì）對生產效率造成巨大的影響。所以，深入研（yán）究（jiū）探討數控車床刀具優（yōu）選及（jí）切削用量就成為數（shù）控（kòng）機床生產（chǎn）的關鍵所在。

      1 、數控車床刀具的選擇

      1.1 數控車床刀具的特征

     相較於普通機床刀具，數控車床（chuáng）刀具具有以（yǐ）下幾個方麵的特征：具有良好的精度與剛性，抗振效果好（hǎo），熱（rè）變形小；具有良好的互換性，能夠（gòu）進行快速換到；具（jù）有更為（wéi）長久的壽命（mìng），切削性更（gèng）為穩定；刀具尺（chǐ）寸調整較為方（fāng）便，能夠有效縮短換刀所用的時間；刀具能夠穩定的卷屑或斷屑；具有標（biāo）準化、係列化的特征，能夠方（fāng）便刀具管（guǎn）理（lǐ）與編（biān）程。

     1.2 數（shù）控車床刀具的選擇原則

     科學、合理的刀具（jù）壽（shòu）命是數控車床進行刀具優選（xuǎn）的基礎性原則（zé），車刀壽命（mìng）和切（qiē）削量之間存在（zài）極為密切的聯係，設計相（xiàng）應的切削用量以前，應當針對刀（dāo）具的壽命實施合理的選擇（zé），刀具壽命選擇則應當依照優化的目（mù）標來進行確定。通常包含最低成本刀具壽（shòu）命與最高生（shēng）產（chǎn）率刀具壽命，前者依照工序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選擇。

       1.3 數控車床優選刀具類型

      數控車床常用刀具類型主要有圓弧形車刀、成型車刀以及尖形車（chē）刀。其中，成型車刀也可（kě）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件的輪廓（kuò）形狀。而在數控加工當中，應當盡（jìn）量（liàng）少使用成型車（chē）刀。所謂（wèi）尖形車刀，其主要是（shì）以直線形切削刃為主要特征的一種刀具，分（fèn）別（bié）由直線形狀的主、副切削刃構成。對尖形（xíng）車（chē）刀集合參數的選擇來說，它與普通車削較為類似，但應當綜合數控特創的特（tè）征來實施全麵的分析（xī）。圓弧形車刀本身（shēn）的圓度或者線輪廓（kuò）度都非常小，切削刃為圓（yuán）弧形，刀位點處於圓心。在進行車刀圓弧半徑選擇的時候必須要進一步考慮兩點刀具切（qiē）削刃的圓弧半徑，需要等於或者小於零件凹形（xíng）輪廓（kuò）當中的最小曲率（lǜ）半徑，同時應當避免過小的情況，否則不僅會導（dǎo）致製造難度增加，同（tóng）時還會因為刀體散（sàn）熱能力差或者刀尖強（qiáng）度過弱致使車（chē）刀受損。

      針對粗（cū）加工來（lái）說，由於餘量較（jiào）大，相（xiàng）應的車刀選擇則（zé）需（xū）要保證（zhèng）具備充足的（de）強度、剛性。通常情況下（xià），整體刀具本身具有良好的剛性，然而因為其本（běn）身的結構（gòu）相對較為繁雜，所以機夾刀具（jù）就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（yǔ）刀片夾持（chí）結構極為關鍵，針對粗（cū）車需求，應（yīng）當選（xuǎn）擇兼具耐（nài）用性、強度的車刀，以此來滿足（zú）粗車對打進給量（liàng）與（yǔ）大背吃刀量方麵的需求[2]。而針對精車需求，應當選擇兼具耐用性（xìng）、精度的車（chē）刀。

     2 、數控車床切削用量

     對於（yú）效率要求極高的金屬切削加工情況，具體的切削用量、切削工具以及被加工材料至關（guān）重要，三（sān）者的（de）選擇直接關係到整個切（qiē）削加工的品質（zhì）、時間，並且還對（duì）車（chē）刀的壽命產生直接的影響。要想有（yǒu）效保障加工的（de）經濟與效率，就必（bì）須要針對切削條件進行有效（xiào）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，這三個要素直接關係到車刀的損傷情況。

     確定切削用（yòng）量（liàng）的（de）進程中，必須要（yào）在保障切削係統強度、剛性等相關需（xū）求的基礎上，進（jìn）一步發揮機床的生產功率，以此來提升車刀的切削性能。對應數值的選擇必須要遵循機（jī）床給定的切削參數要求，並（bìng）且要保障進給量、主軸轉（zhuǎn）速以及背吃刀量能（néng）夠進行有效適應參數變化，以此來保障整個切削工作的效率與質（zhì）量。相應的原則主要包含（hán）以下兩個方麵：一（yī）方麵，在保障（zhàng）加工經濟性的前提下，粗車盡可能提升生產效率；另一方麵，半精車與精車需要在保障工（gōng）件表麵粗糙度要求與加（jiā）工精度要求（qiú）的前提（tí）下，有效兼顧生產方麵的效（xiào）率。

      2.1 背吃刀量

      背吃刀量的選（xuǎn）擇需要充分考（kǎo）慮（lǜ）機（jī）床、刀具、夾具以及工件等方麵的實際情況。在保障工藝係統剛度的前提下（xià），需要盡可能選擇最少的僅給次數來開展加（jiā）工餘量切除工作，從而有效保證生產的（de）效率。在麵對零件精度要求較為苛刻（kè）的加工生產時，通常需要提（tí）前預留 0.2~0.5 mm 的單邊精車餘量。

      2.2 主軸轉速

      綜（zōng）合（hé）參考刀具允許的切削速度、機床性能以及被加工零件材料等，同時參考有關數控加工生產切削用量有（yǒu）關的各種資（zī）料（liào），以此來設計相應的切（qiē）削速度。切削速度設計完成（chéng）之後，接著參（cān）考工件直徑來進行對應的（de）計算工作，最終得出主軸轉速。

       2.3 進給（gěi）量

      進給量的（de）確（què）定應當綜合參考被加工零件材料、精度以及粗糙度等相（xiàng）關條件，在進一步保證零件表麵品質的（de）先決條件下，盡可能選擇較大的進給量，使加工效率（lǜ）得以提升。

      粗（cū）加工情況（kuàng）下，通常確定較大的切削用（yòng）量，在車削的（de）進（jìn）程中（zhōng）需要有限選擇較大的背吃刀量，以此來降低走刀（dāo）的次數（shù），其次（cì），盡可能給予（yǔ）較大的進（jìn）給量，最後則是盡量（liàng）提升切削的（de）速度，切削的速度越（yuè）高，相應的刀尖（jiān）溫度也能夠快速上升，從而引發熱磨損、機（jī）械磨損以及化學磨損，磨（mó）損情（qíng）況嚴重不僅會增加車床（chuáng）負荷，同時也（yě）會對加工品質產（chǎn）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（dāo）具性能與機床能夠滿足相應（yīng）的需求，應當盡可（kě）能提（tí）升切削的速度，對應的情況下，能夠選擇較低的進給量，以此來提（tí）升零件表麵（miàn）的質量。當選擇精車外圓表麵的情況下，進給量能夠實現每轉（zhuǎn） 0.1mm，精加工情況下，相應的加工餘（yú）量（liàng）較小（xiǎo），導（dǎo）致切（qiē）削深度也（yě）非常小，針（zhēn）對形狀精（jīng）度要求較高的表麵來說，應當劃分多次來（lái）去除對應的（de）餘量（liàng），以此來降低殘留的形狀誤差部分[4]。

        3 、結語

       切削（xuē）用量是機（jī）械（xiè）加工當中必須要進行確（què）認的關鍵參數，切削用（yòng）量相應參數的合理性對整（zhěng）個加工產生的效率、質量以及成（chéng）本產生直接的影響。科學合理的切削用（yòng）量指的是充分利用機床動力性能（扭矩、功（gōng）率）與切削性能，在有效保障質量的（de）先決條（tiáo）件下，盡可能爭取（qǔ）低的加工成本與高的生產率的切削用量。與此同時，還必須要高（gāo）度重視切削刀具（jù）的優選工作。大（dà）量的相關研究與生產實踐進一步證明，刀具的優選與切削用（yòng）量的選擇對加工生產具有（yǒu）十分重要的現實意義，它能夠有（yǒu）效提升工作的效（xiào）率與質量。需要（yào）注意的是，現階段，數控車（chē）削的（de）許多刀具相關（guān）資（zī）料及工藝基本都是在普通機械（xiè）加工生產的基礎（chǔ）上進行的，並不完全（quán）適（shì）用於數（shù）控車（chē）削加工生產，因此切削用量（liàng）仍需要更為深（shēn）入的研究。

投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關（guān）新聞稿件發表，或進行資訊（xùn）合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數據（jù）

| 更多

博文選萃

| 更多

數控機床（chuáng）