加工刀具和切削用量的選擇

1、技師評審論文專業(yè)：數(shù)控車工淺談數(shù)控加工中刀具選擇和切削用量的確定單位：江蘇省鹽城技師學(xué)院郵 編：224002姓名：劉勝華班級：074101學(xué)號：07指導(dǎo)老師：陳 兵2010-3- 17淺談數(shù)控加工中刀具選擇和切削用量的確定【摘要】：在切削加工中不僅要確定刀具的幾何參數(shù)，還 需選擇切削用量的參數(shù)。本文從加工零件的形狀入手簡單的討 論了數(shù)控加工中刀具的選擇，從零件的加工質(zhì)量和刀具的耐用 度入手簡單的討論了切削用量的選擇。在切削深度Ap和進給量 Fc初步選定后，合理的選擇切削速度對切削效率和加工成本也 有很大的影響?！娟P(guān)鍵詞】：數(shù)控加工；刀具選擇；切削用量等。無論在普通車床加工還是在數(shù)控加工中，刀

2、具選擇和切削用量的確定不僅影響加工效率，而 且直接影響零件加工精度和表面粗糙度。現(xiàn)在我 們使用的許多機械設(shè)計與制造軟件都提供自動 編程功能，只要選擇好所用的刀具、切削用量等 有關(guān)的加工參數(shù)，就可以自動生成程序并傳輸至 數(shù)控機床完成其加工。這與普通車床的加工形成 鮮明的對比，也是最大的不同點。因此，本文在 數(shù)控編程中必須面對的刀具如何選擇和切削如 何用量確定問題進行了論述。一、數(shù)控加工常用刀具材料的類型及性能數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速旋轉(zhuǎn)、高效率的特點，還需有較好的工藝性、經(jīng)濟性。工具鋼還應(yīng)具有比較好的熱處理工藝性。在選擇 刀具材料時，很難找到各方面都很好的，因為材 料硬度與韌性之間、綜合

3、性能和刀具價格之間都 是相互制約的。、數(shù)控刀具的分類有多種方法具體如下。1、根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為：整體式、鑲嵌式。2、根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼 刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具等c3、從切削工藝上可分為：車削刀具、鉆削刀 具、銃削刀具等。各類常用刀具材料的物理力學(xué)能如表1: 表1各類常用刀具材料的物理力學(xué)性能相對硬度抗彎沖擊導(dǎo)熱耐熱切削速度密度HRC能力韌度 率 性大體比值7. 6-860-6 2. 1 6 41.820 0 -0. 32- 0. 4.15725 0材料種類碳素鋼合 金 7.5-76 0- 62. 3 5 4 1.8300-0.48- 0.6第1頁共10頁鋼高速鋼

4、鴇鉆類鴇鈦鉆類人造金剛.958. 0- 86 3-7.8014.3-8 9-915.31.59. 35-9-9213.2. 53. 47 -1 0003. 5 601. 96 -0.08 94. 4-0.571. 08 -0.02 -2. 160.060.78 90.03 -1.20.070. 2 1 -0. 4 8740 01 5.759 0 -2 569 075-88007. 920.9900-6 21 4 6.70 0 -5480 02. 1-3.23. 15-4. 7 64. - 4. 8刀具材料還應(yīng)具備如下的性能：高硬度 刀具材料的硬度應(yīng)大于工件材料的硬度，常溫硬度應(yīng)在HRC6 8以

5、上；足夠的韌性 承受較大切削力、沖擊力；高耐磨性 刀具材料硬度越高，耐磨性越好；高耐熱性 刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌度的能力；良好的工藝性與經(jīng)濟性二、數(shù)控加工中刀具的選擇的材料、高速鋼車刀適合車削什么樣的材料。在 加工中心上銃削平面時，應(yīng)選擇多大直徑的面銃 刀，以提高效率；平面輪廓的加工，應(yīng)采用立銃 刀；毛坯表面加工或粗加工時，可選取鑲硬質(zhì)合 金刀片的銃刀；對一些立體的、復(fù)雜外形輪廓的 加工，常采用球頭銃刀、環(huán)形銃刀等。在進行曲面及不規(guī)則輪廓加工時，應(yīng) 選用球頭 刀具，并且要求球頭刀具半徑應(yīng)小于曲面的最小 曲率半徑，以免影響加工表面。因此，只要在保 證加工精度的前提下，無論是曲

6、面的粗加工還是 精加工，都應(yīng)合理選擇車刀或銃刀。在數(shù)控加工中，由于刀具都是人工手動進行 調(diào)換，占用加工時間中的輔助時間較長，所以要 合理安排刀具順序。一般應(yīng)該遵循以下原則：盡量減少刀具數(shù)量，以減少換刀時間；安裝一把刀 具后應(yīng) 完成其 所有能 進行加 工的地方；粗精加工分開；先面后孔；先進行曲面粗加工，后進行精加工等。第4頁共10頁三、數(shù)加工中切削用量的確定合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一 般以提高生產(chǎn)率為主；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 型和加工成本。（一）刀具材料切削用量的選擇1、 硬質(zhì)合金根據(jù)切削速度的公式 V= dn/318來計算加 工轉(zhuǎn)速一

7、般取 600- 1 500轉(zhuǎn)每分鐘，進給率一般 取0. 25 - 0. 1轉(zhuǎn)每分鐘。2、 涂層刀片根據(jù)切削速度的公式V= dn / 31 8來計算粗加工轉(zhuǎn)速一般取850轉(zhuǎn)每分鐘，進給率一般 取0. 25轉(zhuǎn)每分鐘（二）被吃刀量 切削速度 進給量背吃刀量Ap 在機床、工件和刀具的 剛度允許的情況下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于加 工余量，可以減少進給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為 了保證零件的加工精度和表面粗糙度，應(yīng)留少量 精加工余量，一般留0. 15-0. 45mm左右。第5頁共10頁切削速度Vc 隨著Vc的增大，刀具耐用度下降，所以Vc的選擇主要取決于刀具的耐 用度。進給量F 如果能夠保證工件加工質(zhì)量的前提

8、下，可以盡量選擇較高的進給速度；如 果是切槽、車深孔時，應(yīng)該選擇較低的進給速度。 另外，不同刀尖圓弧半徑的最大進給量如下表2: 表2 不同刀尖圓弧半徑的最大進給量刀尖圓弧0.40.81 . 21.52 . 0半徑最大進給 0.2-0. 30.41-0.720.45-1.20.6-1. 21. 1-1.6注意：粗車時，F(xiàn) 一般取0. 25- 0. 7mm/ r ;精車時F 一 般取 0. 15-0. 25mm/ r o主軸轉(zhuǎn)速n ( r / mi n) 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù) 切削速度Vc來確定選定。切削速度確定后，用 公式n = 1 000Vc/ ji d來計算主軸轉(zhuǎn)速。在實際生產(chǎn)加工中應(yīng)具體問題具

9、體分析。數(shù) 控機床上的控制面板一般配有主軸轉(zhuǎn)速(倍率) 開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速倍率進行調(diào) 第6頁共10頁整，從而調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速。然后使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者相互適應(yīng)，使之形成最佳切削用量。切削用量的選擇可參考表 3 :表3 切削用量的選?。ǜ咚黉摿|刀）鑄鐵鋁銅刀具直徑刃數(shù)切削速度進給速度切削速度進給速度切削速度進給速度82281 1 51 26500251 001 02281 1 012949026821 22291051 304702684142291001 3244026801 6230941 334202776例如加工材料為45#鋼，M30 ,導(dǎo)程為1. 5的螺紋，

10、如下圖：分析：加工螺紋就應(yīng)該選擇螺紋車刀，因為零件毛 坯為45#鋼，使用硬質(zhì)合金車刀就可以了。轉(zhuǎn)速 800r/min左右，螺紋為1. 5的螺距深度為 0. 975, 可以分5刀車削。具體編程如下：%1 2 34（程序名）N1 M3 S800T0303（主軸正轉(zhuǎn)，800r / mi n, 3 號刀）N2 G00 X30XZ2（定位）N3 G9 2 X2 9. 5 Z- 26 F1. 5（切削螺紋的終點坐標(biāo)）N4 X2 9N5 X2 8. 5第7頁共10頁N6 X2 8. 05N7 G00 X1 00（退刀）N8 Z100N9 M30（程序結(jié)束）在數(shù)控加工過程中，F(xiàn)也可以通過進給倍率 修調(diào)進行手動

11、調(diào)整。 在切削深度和進給量選定 后，合理的選擇切削速度對切削效率和加工成本 有很大的影響。下圖所示為切削速度、進給量對工序成本的影 響。r cCDVO注：橫軸為切削速度VC,縱軸為工序成本圖示切削速度與進給量對工序成本的影響量）分析圖可知：當(dāng)進給量一定時，切削速度適 中時，對應(yīng)成本最低，該速度即為對應(yīng)于刀具經(jīng) 濟 使用壽命的最佳切削速度；增大進給量，工序 成本隨之降低，且與刀具經(jīng)濟使用壽命對應(yīng)的最 佳 切削速度隨進 給量的增大而降低。結(jié)束語隨著數(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)控程序的編制過程中，要在人機互交 狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此， 編程人員必須熟悉刀具的選擇和切削