數(shù)控加工刀具的選擇及切削用量的確定畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　課題名稱:數(shù)控加工刀具的選擇及切削用量的確定</p><p>　　系 （部） 數(shù)控工程系 </p><p>　　專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) </p><p>　　班

2、 級 數(shù)控3092 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　2011 ～ 2012

3、 學年第 1 學期</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在數(shù)控機床加工中，數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。</p><p>　　現(xiàn)在，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等許多CAD/CAM軟件包都提供自動

4、編程功能，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。</p><p>　　因此，隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應用，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，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量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

5、編程人員必須掌握刀具選擇和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。眾所周知，在借助CAM軟件進行數(shù)控編程的過程中，刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要，它不僅對被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可以決定著機床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進行。所以無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的刀具和切削用量，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。</p><p>　　關(guān)鍵詞：刀具；切削用量；數(shù)控加工。

6、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　引 言4</b></p><p>　　1.數(shù)控車床刀具的選擇及切削用量的確定5</p><p>　　1.1 數(shù)控車床類刀具

7、知識5</p><p>　　1.1.1 刀具材料性能5</p><p>　　1.1.2 常用刀具材料6</p><p>　　1.1.3 如何選擇車床刀具12</p><p>　　1.2 數(shù)控車床切削用量的選擇及其如何確定13</p><p>　　2 數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量合理選擇15</p>

8、;<p>　　2.1 刀具的選擇15</p><p>　　2.1.1一般應遵循以下原則：18</p><p>　　2.2數(shù)控銑床切削用量的選擇18</p><p>　　2.2.1如何選擇切削用量18</p><p>　　2.2.2 切削用量的選擇原則19</p><p>　　3 CNC加工中心刀

9、具的選擇與切削用量的確定22</p><p>　　3.1數(shù)控加工刀具的選擇22</p><p>　　3.2 數(shù)控加工切削用量的確定23</p><p>　　4 圖樣設(shè)計（4-1）及程序編程24</p><p><b>　　結(jié) 論28</b></p><p><b>　　致

10、謝29</b></p><p>　　參 考 文 獻30</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且影響工件加工質(zhì)量。隨著CAD\CAM軟件技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)控加工中直接利用CAD或PRO/E軟件設(shè)計的數(shù)據(jù)成為可能，特別是

11、微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃、編程的整個過程全在計算機上完成。例如選擇刀具、確定加工路線、設(shè)定切削用量等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成CNC程序，并傳輸至數(shù)控機床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，一般不需要輸出專門的工藝文件。</p><p>　　因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量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，

12、同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和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，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。</p><p>　　銑床的出口量下降比較嚴重，部分產(chǎn)品出口轉(zhuǎn)內(nèi)銷，進一步加劇了國內(nèi)市場競爭。而對于產(chǎn)品檔次比較高的企業(yè)來說，受到的沖擊就不是很明顯，特別是高精尖的高檔機床依舊是供不應求。這些都在說明，國內(nèi)機床市場轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。</p><p>　　數(shù)控車床刀具的選擇

13、及切削用量的確定</p><p>　　1.1 數(shù)控車床類刀具知識</p><p>　　由于機床、刀具、夾具、工件等組成的切削加工工藝系統(tǒng)中，刀具是最活躍的成員。刀具性能的好壞取決于其材料和結(jié)構(gòu)。其中，刀具材料起決定作用，它直接影響切削生產(chǎn)率、刀具壽命、加工成本、加工精度和表面質(zhì)量等高低。刀具材料包括刀體材料和刀具切削部分材料兩部分，但通常刀具材料是指刀具切削部分材料。</p>

14、<p>　　1.1.1 刀具材料性能</p><p>　　刀具材料性能 刀具材料不僅是影響刀具切削性能的重要因素，而且它對刀具耐用度、切削用量、生產(chǎn)率、加工成本等有著重要的影響。因此，在機械加工過程中，不數(shù)控車床但要熟悉各種刀具材料的種類、性能和用途，還必須能根據(jù)不同的工件和加工條件，對刀具材料進行合理的選擇。 切削時，刀具在承受較大壓力的同時，還與切屑、工件產(chǎn)生劇烈的摩擦，由此而產(chǎn)生較高的切削溫度；

15、在加工余量不均勻和切削斷續(xù)表面時，加工中心刀具還將受到?jīng)_擊，產(chǎn)生振動。為此，刀具切削部分的材料應具備下列基本性能。</p><p>　　刀具材料性能：刀具材料不僅是影響刀具切削性能的重要因素，而且它對刀具耐用度、切削用量、生產(chǎn)率、加工成本等有著重要的影響。因此，在機械加工過程中，不但要熟悉各種刀具材料的種類、性能和用途，還必須能根據(jù)不同的工件和加工條件，對刀具材料進行合理的選擇。大壓力的同時，還與切屑、工件產(chǎn)生劇

16、烈的摩擦，由此而產(chǎn)生較高的切削溫度；在加工余量不均勻和切削斷續(xù)表面時，刀具還將受到?jīng)_擊，產(chǎn)生振動。為此，刀具切削部分的材料應具備下列基本性能。</p><p>　　1.硬度和耐磨性：刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度，一般情況下，要求其常溫硬度在60HRC以上。通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨損的能力也就越強。耐磨性還取決于材料的化學成分、顯微組織。刀具材料組織中硬質(zhì)點的硬度越高，數(shù)量越

17、多，晶粒越細，分布越均勻，則耐磨性越好。此外，刀具材料對工件材料的抗黏附能力越強，耐磨性也越好。</p><p>　　2.強度和韌性：由于切削力、沖擊和振動等作用，數(shù)控車床刀具材料必須具有足夠的抗彎強度和沖擊韌性，以避免刀具材料在切削過程中產(chǎn)生斷裂和崩刃。</p><p>　　3.耐熱性與化學穩(wěn)定性：耐熱性是指刀具材料在高溫下保持其硬度、耐磨性、強度和韌性的能力。耐熱性越好，則允許的切削速

18、度越高，同時抵抗切削刃塑性變形的能力也越強。</p><p>　　化學穩(wěn)定性是指刀具材料在高溫下不易和工件材料、周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應的能力?；瘜W穩(wěn)定性越好，刀具的磨損越慢。</p><p>　　4.工藝性能：刀具材料應具備好的制造性能、熱處理性能、焊接性能、磨削加工性能等。</p><p>　　5.經(jīng)濟性能：在具有上述性能的同時，刀具材料盡可能滿足資源充足、價格低廉

19、的要求。</p><p>　　6.適應性能：隨著科學的發(fā)展，各種高強度、高硬質(zhì)、耐腐蝕和抗拉工程材料越來越多的被采用，刀具材料應能適應新型難加工材料的需要。</p><p>　　1.1.2 常用刀具材料</p><p><b>　　1.刀體材料</b></p><p>　　一般刀體軍用普通碳鋼或合金鋼制作。如焊接車、鏜刀

20、的刀柄，鉆頭、鉸刀的刀體常用45鋼或40Cr制造。尺寸較小的刀具或切削負荷較大的刀具宜用合金鋼或高速鋼整體制成，如螺紋刀具、成型銑刀、拉刀等；尺寸較小的精密刀具（如小鏜刀、小鉸刀）也可用硬質(zhì)合金整體制成。</p><p>　　機夾、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具、鑲硬質(zhì)合金鉆頭、可轉(zhuǎn)位銑刀等可用合金工具鋼，如9SiCr或GCr15等制成刀體。</p><p><b>　　2.切削部分材料&l

21、t;/b></p><p>　　目前刀具材料分四大類：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷及超硬刀具材料等。刀具材料的硬度按照由大到小的順序為：金剛石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具。刀具材料的抗彎強度按照由大到小的順序為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、合金石刀具和立方氮化硼刀具。各種刀具材料的物理力學性能見以下表格。下面分別介紹各種刀具材料的組成、性能

22、、使用等</p><p>　　各種刀具材料的物理力學性能</p><p><b>　　3. 高速鋼 </b></p><p>　　高速鋼（High Speed Steel，簡稱HSS）是一種加入較多的鎢（W）、錳（Mo）、鉻（Cr）、釩（V）等合金元素的高合金工具鋼，有較高的熱穩(wěn)定性，切削溫度達500～650℃時仍能進行切削，有較高的強度、韌

23、性、硬度和耐磨性。其制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對于一些形狀復雜的工具，如鉆頭、成形刀具、數(shù)控車床拉刀、齒輪刀具等尤為重要，是制造這些刀具的主要材料。高速鋼刀具在強度、韌性及工藝性等方面具有優(yōu)良的綜合性能，在復雜大局，尤其是制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形復雜刀具時，高速鋼占據(jù)著重要的地位。由于鎢（W）、鈷（Co）等主要元素的資源緊缺，高速鋼刀具在所有刀具材料的比重逐漸下降，今后高速鋼的使用比例

24、還將逐漸減少。高速鋼刀具的發(fā)展方向包括：發(fā)展各種少鎢（W）的通用型高速鋼，擴大使用各種無鈷（Co）、少鈷（Co）的高性能高速鋼，目前，推廣使用粉末冶金高速鋼（PMHSS）和涂層高速鋼。</p><p>　　高速鋼的品種繁多：按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼：按化學成分可分為鎢系、鎢鉬系和鉬系高速鋼；按制造工藝不同，分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。</p><p><b>

25、　?、?普通高速鋼</b></p><p>　　通用型高速鋼約占高速鋼總產(chǎn)量的75%～80%。按鎢鉬的含量可分為鎢系、鎢鉬系兩類。這類高速鋼碳（C）的質(zhì)量分數(shù)為0.7%～0.9%，鎢鉬鋼中鎢（W）的質(zhì)量分數(shù)的不同，可分為12%或18%的鎢鋼、鎢（W）的質(zhì)量分數(shù)為6%或8%的鎢鉬鋼、鎢（W）的質(zhì)量分數(shù)為2%或不含鎢（W）的鉬鋼。普通型高速鋼具有一定的硬度（63～66HRC）和耐磨性、搞的強度和韌性、良好

26、的塑性和加工工藝性，因此廣泛用于制造各種復雜刀具。</p><p>　?、?鎢鋼 我國長期使用的通用型高速鋼中的鎢鋼，其典型牌號為W18Cr4V，具有較好的綜合性能，在600℃時的高溫硬度為48.5HRC，可用于制造各種復雜刀具。它具有可磨削性好、脫碳敏感性小等優(yōu)點，但由于碳化物含量較高、分布較不均勻、顆粒較大、強度和韌性不高，特別是熱塑性差，不宜做大截面的刀具。鎢鋼已很少采用，逐漸淘汰，而由鎢鉬系高速鋼取代。

27、</p><p>　?、?鎢鉬鋼 鎢鉬鋼是指將鎢鋼中的一部分鎢用鉬代替所獲得的一種高速鋼。鎢鉬鋼的典型牌號是W6Mo5Cr4V2（簡稱M2）。W6Mo5Cr4V2的碳化物顆粒細小均勻，強度、韌性和高溫塑性都比W18Cr4V好。其主要缺點是含釩量稍多，磨削加工性比W18Cr4V差，脫碳敏感性大、淬火溫度范圍較窄。鎢鉬鋼為W9Mo3Cr4V（簡稱W9），其熱穩(wěn)定性略高于W6Mo5Cr4V2鋼，抗彎強度和韌性都比W6

28、Mo5Cr4V2好，具有良好的可加工性能。這種鋼易軋、易鍛，熱處理范圍較寬。脫碳敏感性小、磨削性能較好。此外，我國還開發(fā)了W3MO2Cr4Si和W3MO2Cr4SiN等低合金高速鋼，其價格比W6Mo5Cr4V2鋼便宜15%～20%。實驗證明，用它們制作低、中速切削的刀具、如中心鉆、絲錐、小直徑麻花鉆等，其切削性能不比W6Mo5Cr4V2差。</p><p><b>　　⑵ 粉末冶金高速鋼</b&g

29、t;</p><p>　　普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制成的。粉末冶金高速鋼(PMHSS)是將高頻感應爐熔煉出的鋼液，用高壓氬氣使之霧化，再急冷得到細小均勻的晶體組織（高速鋼粉末），用此粉末在高溫、高壓下壓制成刀坯，或先制成鋼坯再經(jīng)過鍛造、軋制成刀具形狀，再通過各種加工而成刀具。與熔融法制造的高速鋼相比具有以下有點：</p><p>　?、?粉末冶金高速鋼沒有碳化物偏析的缺陷，，

30、不論刀具截面尺寸有多大，其碳化物晶粒小且均勻，達2～3μm（一般熔煉為8～20μm）。因此，粉末冶金高速鋼具有較高的力學性能，其強度和韌性分別是熔煉鋼的2倍和2.5～3倍。</p><p>　　② 與熔煉鋼塑鋼相比，粉末冶金高速鋼的常溫度能提高1～1.5HRC，熱處理后硬度可達69.5～70HRC，600℃時的高溫硬度比熔煉鋼高2～3HRC，高溫硬度提高尤為顯著。由于PMHSS碳化物顆粒均勻，分布的表面積較大，且

31、不易從切削刃上剝落，故PMHSS刀具的耐磨性也提高20%～30%。</p><p>　　③ 由于碳化物細小均勻且含釩量適當提高，PMHSS的可磨削性較好。</p><p>　　④ 由于物理力學性能各向同性，可減少熱處理變形和應力。PMHSS適合制造鉆頭、拉刀、螺紋刀、滾刀、插齒刀等復雜刀具。早粉末冶金高速鋼表面進行PVD涂層TiC、TiCN、TiAIN后，切削速度可進一步提高。</p

32、><p>　　我國常用高速鋼的主要牌號和性能</p><p><b>　　4.硬質(zhì)合金</b></p><p>　　硬質(zhì)合金是有硬度和熔點很高的碳化物（稱硬質(zhì)相）和金屬（稱粘結(jié)相）通過粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合金刀具中常用的碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等。常用的粘結(jié)劑是Co，碳化鈦的粘結(jié)劑是Mo、Ni。其物理學性能取決于合金的成份。粉末顆粒

33、的粗細以及合金的燒結(jié)工藝。由于有搞硬度、搞熔點的性質(zhì)，常溫硬度達89～94HRA，耐熱溫度達800～1000℃。切削鋼時，切削速度可達220m/min左右。假如熔點更高的TaC、NbC，可使耐熱溫度提高到1000～1100°℃，切削鋼時，切削速度進一步提高到200～300m/min。</p><p>　　硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料，如車刀、加工中心端銑刀以至深孔鉆等。它制成各種形式的刀片

34、，然后用機械夾緊或用釬焊方式固定在刀具的切削部位上。</p><p>　　硬質(zhì)合金按晶粒大小可分為普通硬質(zhì)合金、細晶粒硬質(zhì)合金和超細硬質(zhì)合金。按主要化學成分可分為碳化鎢基硬質(zhì)合金和碳（氮）化鈦［TiC（N）］基硬質(zhì)合金。碳化鎢基硬質(zhì)合金包括鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦（YT）和添加稀有碳化物（YW）三類。</p><p>　　ISO（國際標準化組織）將切削用硬質(zhì)合金分為三類：</p>

35、<p>　?、?K類，包括K10～K40,相當于我國的YG類（主要成分為WC—Co）</p><p>　　⑵ P類，包括P01～P50,相當于我國的YT類（主要成分為WC—TiC—Co）</p><p>　　⑶ M類，包括M10～M40,相當于我過的YW類［主要成分為WC—TiC—TaC（NbC）—Co］。每種中的牌號分別以一個01～50之間的數(shù)字表示從高的硬度到最大韌性之間

36、的一系列合金，以供各種背加工材料的不同切削工序加工條件時選用。</p><p><b>　　5.其他刀具材料</b></p><p>　?、?涂層刀具：涂層刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體或高速鋼刀具基體上，加工中心涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬化合物而獲得的。常用的涂層材料有TiC、TiN等。</p><p>　?、?陶瓷：陶瓷刀具材料可分為四大

37、類：CA氧化鋁基氧化物陶瓷(白陶瓷)；CM氧化鋁基金屬碳化物復合陶瓷(黑陶瓷)；CN氮化硅基氮化物陶瓷(非氧化物陶瓷)；CC陶瓷涂層刀具。目前氧化鋁基氮化硅基陶瓷刀具材料應用最為廣泛。其主要的特性如下：</p><p>　?、?硬度高、耐磨性好</p><p>　?、?耐高溫、耐熱性好</p><p><b>　?、?化學穩(wěn)定性</b><

38、/p><p><b>　　④ 摩擦系數(shù)低</b></p><p><b>　?、?原料豐富</b></p><p>　　⑶ 金剛石：金剛石與立方氮化硼稱為超硬刀具。金剛石是碳的同素異形體，是目前最硬的物質(zhì)，顯微硬度可達10000HV。其主要特點如下：</p><p>　?、?極高的硬度和耐磨性</

39、p><p><b>　?、?各向異性</b></p><p>　　③ 具有很低的摩擦系數(shù)</p><p>　?、?具有很高的導熱性能</p><p>　　⑤ 具有較低的線脹系數(shù)</p><p>　?、?立方氮化硼：數(shù)控車床立方氮化硼(CBN)是由六方氮化硼(白石墨)在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的。其主要優(yōu)點如

40、下：</p><p>　?、?高的硬度材料和耐磨性 具有與金剛石相近的硬度和強度。硬度可達3000～5000HV。耐磨性為硬質(zhì)合金刀具的50倍，為陶瓷刀具的25倍。特別適合用于加工高硬度材料，能獲得較好的工件表面質(zhì)量，實現(xiàn)“以車代磨”</p><p>　?、?具有很高的熱穩(wěn)定性 熱硬度可達1400～1500℃，比金剛石的熱硬性（700～800℃）幾乎高1倍?？捎帽扔操|(zhì)合金刀具高3～5倍

41、的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。</p><p>　　③ 優(yōu)良的化學穩(wěn)定性 CBN的化學惰性大，在還原的氣體介質(zhì)中，對酸和堿都是穩(wěn)定性的，在大氣和水蒸氣中，在900℃以下鎢任何變化，切穩(wěn)定。它與鐵系材料在1200～1300℃時也不起化學作用，與各種材料的粘結(jié)和擴散作用比硬質(zhì)合金小得多。它具有很高的抗氧化能力，在1000℃時也不會產(chǎn)生氧化現(xiàn)象。</p><p>　?、?具有較好的導熱性

42、CBN的熱導性雖然趕不上金剛石，但是在各類刀具材料中PCBN的熱導性僅次于金剛石，大大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。CBN的熱導率都是銅的3.2倍，是硬質(zhì)合金的20倍，立方氮化硼與與陶瓷的熱導率的比率為37.1，熱擴散率比值為65.5，而且隨著溫度的升高，PCBN刀具的切削溫度要低于硬質(zhì)合金刀具。</p><p>　　⑤具有腳底的摩擦系數(shù) CBN與不同材料間的摩擦系數(shù)約為0.1～0.3,比硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)（0.4～0

43、.6）小得多。低的摩擦系數(shù)可導致切削時切削力減少，切削溫度降低，加工表面質(zhì)量提高。</p><p>　　1.1.3 如何選擇車床刀具</p><p>　　1.數(shù)控車床用的機床車刀一般分為三類：</p><p>　　即尖形車刀、圓形車刀和成型車刀。尖形刀具指車刀由直線形切刃為特征的車刀，圓形車刀指構(gòu)成主切削形狀為一個圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧的車刀，成型車刀是指切

44、削刃形狀與加工零件的輪廓一致的車刀。</p><p>　　2.機床主軸轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　機床切削加工時機床主軸轉(zhuǎn)速應根據(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，也可參考有關(guān)機床切削用量手冊選取。</p><p>　　數(shù)控車床加工螺紋，因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主進給軸(多為z軸)方向位移

45、一個螺距即可．大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)推薦 車螺紋時主軸轉(zhuǎn)速如下：n≤1200/p—k</p><p>　　式中：P為被加工螺紋螺距(mm)；A為保險系數(shù)一般為80。</p><p>　　3.進給速度v的確定</p><p>　　進給速度的大小直接影響表粗糙度的值和車削效率，因此機床進給速度的確定應在保證表面質(zhì)量的前提下，選擇較高的進給速度。一般根據(jù)零

46、件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查閱切印用量手冊選取。</p><p>　　1.2 數(shù)控車床切削用量的選擇及其如何確定</p><p>　　1.2.1數(shù)控車床切削用量的選擇</p><p>　　切削用量(ap、f、v)選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。</p><p>

47、;　　這里主要針對車削用量的選擇原則進行論述：</p><p>　　1.粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個較大的進給量f ，最后確定一個合適的切削速度v。增大背吃刀量ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 </p><p>　　2.精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，

48、加工余量不大且較均勻，因此選擇精車切削用量時，應著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。因此精車時應選用較小（但不太?。┑谋吵缘读縜p和進給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度v。</p><p>　?、?背吃刀量ap的確定 ：在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)。當零件精度要求較高時，則應考慮留出精車余量，其所留的精車余量

49、一般比普通車削時所留余量小，常取0.1～0.5㎜。 </p><p>　　⑵ 進給量f（有些數(shù)控機床用進給速度Vf） ：進給量f的選取應該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相（有些數(shù)控機床用進給速度Vf） 進給量f的選取應該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進給速度（2000㎜/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時，應選擇較低的進給速度。當?shù)毒呖招谐烫貏e是遠距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的

50、進給速度。 粗車時，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精車時常取f=0.1～0.3㎜/r，切斷時f=0.05～0.2㎜/r。 </p><p>　　硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值</p><p>　　注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為60min。 </p><p>　　3.車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機的升

51、降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為n≤（1200/P）-k  式中  P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險系數(shù)，一般取為80。</p><p>　　此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主

52、軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量選擇。</p><p>　　2 、數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量合理選擇</p><p>　　2.1 刀具的選擇 </p><p>　　1.數(shù)控銑加工常用刀具的種類 </p><p>　　數(shù)控銑加工刀具種類很多，為了適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，所用刀具正朝著標準化、通用化和模塊化的方

53、向發(fā)展，主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求，又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。 </p><p><b>　　⑴ 圓柱銑刀</b></p><p>　　圓柱銑刀主要用于臥式銑床加工平面。圓柱銑刀一般為整體式。銑刀的材料為高速鋼，主切削刃分布在圓柱表面上，無副切削刃。銑刀有粗齒和細齒之分。粗齒銑刀的齒數(shù)少，刀齒強度大，容削空間也大，可重磨次數(shù)

54、多，適合于粗加工。細齒銑刀的齒數(shù)多，工作平穩(wěn)，適合于精加工。圓柱銑刀的直徑范圍d=50～100mm，齒數(shù)一般為z=6～14齒，螺旋角β=30°～45°。</p><p><b>　?、?面銑刀</b></p><p>　　面銑刀主要愛用于立式銑床加工平面和臺階面等。面銑刀的主要切削刃分布在銑刀的圓柱面上或圓錐面上，副切削刃分布在銑刀的端面上。面銑刀

55、按結(jié)構(gòu)可以分為整體式面銑刀、硬質(zhì)合金整體焊接式面銑刀、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)換式面銑刀等形式。</p><p>　?、?整體式面銑刀：由于這種面銑刀的材料為高速鋼，所以其切削速度和進給量都受到一定的限制，生產(chǎn)率較低，并且由于該銑刀的刀齒損壞后很難修復，所以整體式面銑刀的應用較少。</p><p>　　② 硬質(zhì)合金整天焊接式面銑刀：這種面銑刀有硬質(zhì)合金刀片與合金鋼刀體焊接而成，結(jié)構(gòu)緊湊，切削效率高。由

56、于它的刀齒損壞后也很難修復，所以這種銑刀的應用也不多。</p><p>　?、?硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銑刀：這種面銑刀是將硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片直接裝夾在刀體槽中，切削刃磨鈍后，只需將刀片轉(zhuǎn)位或更新的刀片即可繼續(xù)使用。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銑刀有加工質(zhì)量穩(wěn)定、切削效率高、刀具壽命長、刀片的調(diào)整和更換方便以及刀片重復定位精度高特點，所以該銑刀是生產(chǎn)上應用最廣泛的刀具之一。</p><p><b&g

57、t;　?、?立銑刀</b></p><p>　　立銑刀是數(shù)控銑削加工中應用最廣泛的一種銑刀，它主要用于立式銑床上加工凹槽、臺階面和成型面等。立銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱表面上，副切削刃分布在銑刀的端面上，并且端面中心有孔，因此銑削時一般不能沿銑刀軸向作進給運動，而只能沿銑刀徑向作進給運動。立銑刀也有粗齒和細齒之分，粗齒銑刀的刀齒為3～6個，一般用于粗加工，細齒銑刀的刀齒為5～10個，適合于精加工。

58、立銑刀的直徑范圍是2～80mm，其柄部、莫氏錐柄和7∶24錐柄等多種形式。</p><p><b>　?、?鍵槽銑刀</b></p><p>　　鍵槽銑刀主要用于立式銑床上加工圓頭封閉鍵槽等，該銑刀外形似立銑刀，端面無頂尖孔，端面刀齒從外圓開止軸心，且螺旋角較小，增強了端面刀齒的強度。端面刀齒上的切削刃為主切削刃，圓柱面上的切削刃為副切削刃。加工鍵槽時，每次先沿銑刀軸

59、向進給較小的量，然后再沿徑向進給量，這樣反復多次，即可完成鍵槽加工。由于該銑刀的磨損是在端面和靠近端面的外援部分，所以修模時只修磨端面切削刃，這樣銑刀直徑可保持不變，使加工鍵槽精度較高，銑刀壽命較長。鍵槽銑刀的直接范圍為2～63mm，柄部有直柄和莫氏錐柄。</p><p><b>　?、?成形銑刀</b></p><p>　　成型銑刀一般是為特定形狀的工件或加工內(nèi)容專

60、門設(shè)計制造的，如漸開線齒面、燕尾槽和T形槽等。 </p><p>　　數(shù)控銑刀具的分類有多種方法，根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。</p><p>　　從切削工藝上可分

61、為：平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。 </p><p>　　2. 數(shù)控銑加工對刀具的要求 </p><p>　　為了保證數(shù)控銑機床的加工精度，提高數(shù)控銑機床的生產(chǎn)效率及降低刀具材料的消耗，在選用數(shù)控銑機床刀具和刀具材料時，除滿足普通機床應具備的基本條件外，還要考慮在數(shù)控銑機床中刀具工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、刀具快速調(diào)整與更換，因此對刀具和刀具材料提出更高的要求。&

62、lt;/p><p>　　⑴銑刀剛性要好 一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點。當工件各處的加工余量相差懸殊時，通用銑床遇到這種情況很容易采取分層銑削方法加以解決，而數(shù)控銑削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進，遇到余量大時無法象通用銑床那樣“隨機應變”，除非在編程時能夠預先考慮到，否則銑刀必須返回原點，用改變切削面高度或加大刀具半徑補償值的方法從頭開始加工，多走幾刀。

63、但這樣勢必造成余量少的地方經(jīng)常走空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這么辦。</p><p>　?、沏姷兜哪陀枚纫?尤其是當一把銑刀加工的內(nèi)容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，就會影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會增加換刀引起的調(diào)刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質(zhì)量。</p><p>　　除上述兩點之外，銑刀切削的幾何參數(shù)的選擇和排屑性能

64、等也非常重要。切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)倍加工材料的切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度搞的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。</p><p>　　3. 數(shù)控銑加工刀具類型的選擇</p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀

65、柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。</p><p>　　生產(chǎn)中，被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù)：</p><p>　?、陪娤鞯毒叩倪x用：加工曲面類零件時，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑

66、刀；銑較大平面時，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀；銑小平面或臺階面時一般采用通用銑刀；銑鍵槽時，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀；</p><p>　?、瓶准庸さ毒叩倪x用：數(shù)控機床孔加工一般無鉆模，由于鉆頭的剛性和切削條件差，選用鉆頭直徑D應滿足L/D≤5（L為鉆孔深度）的條件；鉆孔前先用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度；精絞前可選用浮動絞刀，絞孔前孔口要倒角；鏜孔時應盡

67、量選用對稱的多刃鏜刀頭進行切削，以平衡鏜削振動；盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動。在經(jīng)濟型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。</p><p>　　2.1.1一般應遵循以下原則：</p><p>　　①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸

68、規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p><p>　　另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。</p><p>　　2.2 數(shù)控銑床切削用量的選擇

69、 </p><p>　　2.2.1如何選擇切削用量</p><p>　　合理的切削用量應滿足以下要求：在保證安全生產(chǎn)，不發(fā)生人身、設(shè)備事故，保證工件加工質(zhì)量的前提下，能充分地發(fā)揮機床的潛力和刀具的切削性能，在不超過機床的有效功率和工藝系統(tǒng)剛性所允許的額定負荷的情況下，盡量選用較大的切削用量。一般情況下我們對切削用量選擇時應考慮到下列問題：</p><p>　　保證加

70、工質(zhì)量：主要是保證加工表面的精度和表面粗糙度達到工件圖樣的要求。</p><p>　　保證切削用量的選擇在工藝系統(tǒng)的能力范圍內(nèi)：要保證切削用量的選擇在工藝系統(tǒng)的能力范圍內(nèi)，不應超過機床允許的動力和轉(zhuǎn)矩的范圍，不應超過工藝系統(tǒng)(銑床、刀具、工件)的剛度和強度范圍，同時又能充分發(fā)揮它們的潛力。</p><p>　　保證刀具有合理的使用壽命：在追求較高的生產(chǎn)效率的同時，保證刀具有合理的使用壽命，

71、并考慮較低的制造成本。</p><p>　　以上三條，要根據(jù)具體情況有所側(cè)重。一般在粗加工時，應盡可能地發(fā)揮刀具、機床的潛力和保證合理的刀具使用壽命。精加工時，則應首先要保證切削加工精度和表面粗糙度，同時兼顧合理的刀具的使用壽命。</p><p>　　在數(shù)控機床上加工零件時，切削用量都預先編入程序中，在正常加工情況下，人工不予改變。只有在試加工或出現(xiàn)異常情況時．才通過速率調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)

72、整切削用量。因此程序中選用的切削用量應是最佳的、合理的切削用量。只有這樣才能提高數(shù)控機床的加工精度、刀具壽命和生產(chǎn)率，降低加工成本。</p><p>　　影響切削用量的因素有：</p><p>　　1.機床:切削用量的選擇必須在機床主傳動功率、進給傳動功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍、進給速度范圍之內(nèi)。機床—刀具—工件系統(tǒng)的剛性是限制切削用量的重要因素。切削用量的選擇應使機床—刀具—工件系統(tǒng)不發(fā)生較大

73、的“振顫”。如果機床的熱穩(wěn)定性好，熱變形小，可適當加大切削用量。</p><p>　　2.刀具:刀具材料是影響切削用量的重要因素。表2.1是常用刀具材料的性能比較。 </p><p>　　數(shù)控機床所用的刀具多采用可轉(zhuǎn)位刀片（機夾刀片）并具有一定的壽命。機夾刀片的材料和形狀尺寸必須與程序中的切削速度和進給量相適應并存入刀具參數(shù)中去。標準刀片的參數(shù)請參閱有關(guān)手冊及產(chǎn)品樣本。</p>

74、<p>　　表2.1 常用刀具材料的性能比較</p><p>　　3.工件:不同的工件材料要采用與之適應的刀具材料、刀片類型，要注意到可切削性?？汕邢餍粤己玫臉酥臼?，在高速切削下有效地形成切屑，同時具有較小的刀具磨損和較好的表面加工質(zhì)量。較高的切削速度、較小的背吃刀量和進給量，可以獲得較好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、較小的背吃刀量和進給量可以得到較高的加工精度。</p><p

75、>　　4.冷卻液:冷卻液同時具有冷卻和潤滑作用。帶走切削過程產(chǎn)生的切削熱，降低工件、刀具、夾具和機床的溫升，減少刀具與工件的摩擦和磨損，提高刀具壽命和工件表面加工質(zhì)量。使用冷卻液后，通?？梢蕴岣咔邢饔昧俊＠鋮s液必須定期更換，以防因其老化而腐蝕機床導軌或其他零件，特別是水溶性冷卻液。</p><p>　　2.2.2 切削用量的選擇原則</p><p>　　銑削加工的切削用量包括：切削速

76、度、進給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。</p><p>　　從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次選擇進給速度，最后確定切削速度。</p><p>　　1.背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae</p><p>　　背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時，ap為切削層深度；而圓周銑削時，為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量ae為垂直于

77、銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時，ae為被加工表面寬度；而圓周銑削時，ae為切削層深度。</p><p>　　背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定：</p><p>　?、?當工件表面粗糙度值要求為Ra=12.5～25μm時，如果圓周銑削加工余量小于5㎜，端面銑削加工余量小于6㎜，粗銑一次進給就可以達到要求。但是在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機床動力不足時

78、，可分為兩次進給完成。</p><p>　?、?當工件表面粗糙度值要求為Ra=3.2～12.5μm時，應分為粗銑和半精銑兩步進行。粗銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.5～1.0㎜余量，在半精銑時切除。</p><p>　　⑶ 當工件表面粗糙度值要求為Ra=0.8～3.2μm時，應分為粗銑、半精銑、精銑三步進行。半精銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5～2㎜；精銑時，圓周銑側(cè)吃刀量取0.

79、3～0.5 ㎜，面銑刀背吃刀量取0.5～1 ㎜。</p><p>　　2.進給量f與進給速度Vf的選擇</p><p>　　銑削加工的進給量f（㎜/r）是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與刀具沿進給運動方向的相對位移量；進給速度Vf（㎜/min）是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移量。進給速度與進給量的關(guān)系為Vf  = nf（n為銑刀轉(zhuǎn)速，單位r /min）。進給量與進給速度是數(shù)控銑床加

80、工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、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊選取或通過選取每齒進給量fz，再根據(jù)公式f =Zfz（Z為銑刀齒數(shù)）計算。</p><p>　　每齒進給量fz的選取主要依據(jù)工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料強度和硬度越高，fz越?。环粗畡t越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齒進給量的確定

81、可參考表2.2選取。工件剛性差或刀具強度低時，應取較小值。</p><p>　　表2.2 銑刀每齒進給量參考值</p><p><b>　　3.切削速度Vc</b></p><p>　　銑削的切削速度Vc與刀具的耐用度、每齒進給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當fz、ap、ae和Z增大時，刀刃負荷增加，而且

82、同時工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，可以提高切削速度。</p><p>　　銑削加工的切削速度Vc可參考表3.3選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊中的經(jīng)驗公式通過計算選取。</p><p>　　表3.3銑削加工的切削速度參考值</p><p>　　3、CNC

83、加工中心刀具的選擇與切削用量的確定</p><p>　　刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。</p><p>　　3.1 數(shù)控加工刀具

84、的選擇</p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。</p><p>　　1.刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。</p><p>　　選取刀具時，要使刀具的尺寸與被

85、加工工件的表面尺寸相適應。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。</p><p>　　在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于

86、曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。</p><p>　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動

87、作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上編程人員應了解機床上所用刀柄的結(jié)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。</p><p>　　目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。</p><p>　　2.在經(jīng)濟型數(shù)控加工中，由于刀具的刃

88、磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。</p><p>　　一般應遵循以下原則：</p><p>　　⑴盡量減少刀具數(shù)量； </p><p>　?、埔话训毒哐b夾后，應完成其所能進行的所有加工部位； </p><p>　　⑶粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；&#

89、160;</p><p><b>　?、认茹姾筱@； </b></p><p>　?、上冗M行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；</p><p>　?、试诳赡艿那闆r下，應盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p><p>　　3.2 數(shù)控加工切削用量的確定</p><p>

90、　　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，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。</p><p><b>　　1.切削深度ap。</b></p><p>　　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)

91、率的一個有效措施。</p><p>　　為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應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。</p><p><b>　　2.切削寬度ae。</b></p><p>　　一般ae與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般ae的取值范圍為：ae=（0.6～0.9）Dc。<

92、/p><p><b>　　3.切削速度Vc。</b></p><p>　　提高Vc也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但Vc與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著Vc的增大，刀具耐用度急劇下降，故Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，Vc可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，Vc可選200m/

93、min以上。</p><p>　　4.主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度Vc來選定。計算公式為：</p><p>　　n=（1000×Vc）/（p×d）</p><p>　　式中，d為刀具或工件直徑（mm）。</p><p>　　數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸

94、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。</p><p><b>　　5.進給速度Vf。</b></p><p>　　Vf應根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時，Vf可選擇得大些。在加工過程中，Vf也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設(shè)備剛

95、度和進給系統(tǒng)性能等的限制。</p><p>　　4、圖樣設(shè)計（4-1）及程序編程</p><p>　　1. 零件圖分析。圖4-1所示為一盤類零件，要在數(shù)控車床上加工，該零件由外圓弧表面、內(nèi)階梯孔、內(nèi)槽及倒角構(gòu)成，其材料為45鋼，選擇毛坯尺寸為Φ40mm×60mm（預留Φ14mm的內(nèi)孔）。</p><p>　　2. 確定工件的莊家方式。由于該工件是一個盤類零

96、件，并且這個零件的壁厚較大，所以采用工件的左端面和外圓作為定位基準。使用普通三爪卡盤夾緊工件，并且一次裝夾即可完成全部加工，取工件的左端面中心為工件坐標系的原點，對刀點選在（100，100）處。</p><p>　　3. 確定數(shù)控加工刀具及加工工序卡。根據(jù)零件的加工要求，選用T01號為45度硬質(zhì)合金機夾外圓偏刀；T02號為硬質(zhì)合金機夾粗車外圓偏刀（副偏角大于45度）；T03號刀為硬質(zhì)合金機夾精車外圓偏刀（副偏角大

97、于45度）；T04號刀為內(nèi)孔粗鏜刀；T05號刀為內(nèi)控精鏜刀；T06號為螺紋刀；T07號刀為切斷刀。該零件的數(shù)控加工工序卡片減表4-1</p><p>　　4. 螺紋有關(guān)參數(shù)計算</p><p>　　螺紋牙型深度：t=0.65P=0.65×1.5=0.975(mm)</p><p>　　D大=D公稱-0.1P=18-0.1×1.5=17.85（mm

98、）</p><p>　　D小=D公稱-1.3P=18-1.3×1.5=16.05（mm）</p><p>　　螺紋加工分為5刀：第1刀，Φ16.85mm：第2刀，Φ17.35mm：第3刀，</p><p>　　Φ17.6mm：第4刀，Φ17.8mm：第5刀，Φ17.85mm。</p><p><b>　　編輯程序如下：&l

99、t;/b></p><p><b>　　O0001</b></p><p>　　N0010 G92 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0020 M06 T0101</p><p>　　N0030 S400 M07</p><p>　　N0040 G90 G00 X42.0 Z

100、2.0</p><p>　　N0050 G01 Z0 F0.15</p><p>　　N0060 X15.0</p><p>　　N0070 G90 G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0080 T0100</p><p>　　N0090 M06 T0202</p><p>

101、;　　N0100 G00 X60.0 Z4.0</p><p>　　N0110 G73 U4.0 W0 R2.0 P0150 Q0180 X0.5 Z0 F0.3</p><p>　　N0120 G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0130 T0200</p><p>　　N0140 M06 T0303 S450<

102、/p><p>　　N0150 G01 X32.0 Z4.0 F0.08</p><p><b>　　N0160 Z0</b></p><p>　　N0170 G03 X32.0 Z-20.494 R19.0</p><p>　　N0180 G01 Z-42.0</p><p>　　N0190 G90

103、G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0200 T0300</p><p>　　N0210 M06 T0404 S400</p><p>　　N0220 G90 G00 X15.0 Z4.0</p><p>　　N0230 G71 U1.0 W0 R1.0 P0270 Q0240 X-0.5 Z0 F0.2</p&g

104、t;<p>　　N0240 G90 G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0250 T0400</p><p>　　N0260 M06 T0505 S450</p><p>　　N0270 G01 X26.0 Z4.0 F0.08</p><p>　　N0220 Z-5.0</p><p&

105、gt;　　N0230 X16.05 Z-20.494</p><p>　　N0240 Z-42.0</p><p>　　N0290 G90 G00 Z100.0 X100.0</p><p>　　N0300 T0500</p><p>　　N0310 M06 T0606 S400</p><p>　　N0320 G90

106、 G00 X15.0</p><p>　　N0330 Z-14.0 </p><p>　　N0340 G82 X16.85 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0350 G82 X17.35 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0360 G82 X17.6 Z-14.0 F1.5</p><p>　

107、　N0370 G82 X17.8 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0380 G82 X17.85 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0390 G90 G00 X5.0</p><p>　　N0400 Z5.0</p><p>　　N0410 G00 X100.0 Z100.0</p><p>

108、　　N0420 T0606</p><p>　　N0340 M06 T0707</p><p>　　N0440 G00 X42.0 Z-44.0</p><p>　　N0450 G01 X15.0 F0.08</p><p>　　N0340 G90 G00 Z100.0 X100.0</p><p>　　N0350 T

109、0700</p><p>　　N0360 M05 M09</p><p><b>　　N0370 M30</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　當今，幾乎所有的CAD/CAM軟件包都提供自動編程的功能，這些軟件一般在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，如刀具選擇、加

110、工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只需設(shè)置有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床加工完成。顯然，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量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刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控技術(shù)加工的特點，正確選擇刀具及切削用量。</p><p>　　隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應用，量化生產(chǎn)線的形成，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)

111、控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(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方法和切削用量的確定原則，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。</p><p>　　總之，零件數(shù)控編程具有很大的靈活性，只有正確理解以上工藝參數(shù)，在實踐中不斷進行總結(jié)，才能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的模具零件。</p>