牛萌萌
（安徽粮食工程职业学院机械 合肥 230011）
摘要：数控车床在加工过程中，零件精度受机床刚性、毛坯质量、刀具状态、切削参数、热处理方法、工人水平等多方面因素影响，其中最为重要的因素是：切削参数。切削参数的选择主要根据刀具材料结构、毛坯材料确定。现以CK6140型数控车床为例，浅析从毛坯到零件成品产生过程中，刀具切削参数的选择。通过对零件切削的参考模型进行分析, 结合工件加工的要求, 提出了优化数控车加工切削的参数合理化设计的基本要求。
关键词：金属材料、切削参数、机床、加工过程
一、前言
数控切削加工技术具有生产效率高、加工质量好等特点在当今机械加工领域处于十分重要的地位。而刀具参数的选择是其中十分重要的一环，其切削速度、进给速度、背吃刀量的选择会直接影响切削加工的生产质量和效率。但是随着切削机床加工参数的提高，刀具系统加工时的变形量也增大，对机床加工精度产生影响，甚至破坏生产。由此可见，针对切削刀具系统变形量的研究有着很重要的意义。
二、相关参数的选择
1、机床的选择
在选择机床时,主要分为机床参数选择和机床本身性能选择两个方面。机床参数选择主要是主轴参数的选择，根据加工零件的具体要求确定，一般主轴转速大于800r/min，主轴运转过程中的精度、稳定性以及润滑对零件的精度尤为重要。机床整体性能的选择主要是测试机床的性能，如机床的定位精度。
2、刀具材料的选择
在选择刀具时, 为减少刀具损耗、延长刀具使用寿命，减少换刀次数，提高加工效率，所以刀具材料要选择强度高、韧性好、耐磨、热传导性好、热膨胀系数小、热稳定性好的材料。针对不同的加工材料的性能选择刀具材料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆CK6140型数控机床经常加工的零件材料有铸铁、钢材、铝合金等，以铸铁材料为例：铸铁的成分决定了材料的硬度, 不同材料对刀具的磨损程度也是不同的,铸铁对刀具的磨损较大，首先要考虑加工速度, 普通零件的进给速度一般不低于700mm/min, 常选择刀具材料主要为硬质合金，如加工速度更高，可选择Si3N4陶瓷刀具或CBN刀具。加工工件时多种多样的，刀具材料也是多种多样的，实践加工中常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石以及涂层硬质合金，应用最为广泛的是高速钢和硬质合金以及涂层硬质合金。
3、刀具的结构和选择原则
刀具的分类方法有很多，根据加工零件的特征以及刀具的使用场合，可把刀具分为轮廓类加工刀具、孔类加工刀具和特殊加工刀具。常用的轮廓类加工刀具有面铣刀、立铣刀和球头刀，常用的孔类加工刀具如钻头、铰刀和镗刀等。面铣刀刀具的直径一般都控制在40~400mm之间。立铣刀是我们目前机床最为常用的一种刀具。分为整体式和镶刀片。镶嵌式的直径一般都控制在20mm，这类刀具一般适用于曲面工件的加工。球头刀其实就是一种圆柱形球头铣刀, 一般用于零件精度要求高的场合，但由于球头刀本身的形状的特殊性, 不适合于平面铣削。在选择刀具时，考虑的原则主要有工件的材料性能、加工工序、刀具材料和刀具的性价比，为提高刀具的刚性，应尽量选择较短的刀柄。
4、切削用量的选择
切削用量主要包括背吃刀量、进给量、切削速度三个方面。在选择了合适的刀具结构及刀具材料的情况下，切削用量的选择直接关系生产产品的质量和加工效率。如何进行合理的选择并不是一个固定的数字, 需要在实践中不断的摸索总结，然后才能确定一个合适的切削用量的范围。
切削速度的选择：切削三要素中，切削速度的大小对加工效率影响最大。切削速度越大, 切削时间越小,刀具产生的热量也越高, 刀具使用寿命也越低;切削速度越小, 加工时间越长, 加工效率越低, 刀具无法发挥最佳切削性能。进给速度要求与主轴的转速、切削的用量相匹配, 其次要求能够根据加工零件的表面粗糙度、精度, 以及加工刀具的材料性质选择合理的参数, 在保证零件加工的质量满足具体的需求的前提下, 要求能够选择较高进给速度首先对零件进行粗加工, 便于提高零件的加工效率,例如：一般情况下, 将刀具的进给速度控制在100～200mm/min, 对零件进行切断、打孔, 要求降低进给加工的速度 ，一般采用20～50mm/min，在进行精铣加工时, 一般控制在20～25mm/min, 在精车加工时, 进给速度控制在0.1～0.2min/r等。
背吃刀量的选择：在机床及刀具刚性允许的情况下, 背吃刀量越大越好, 这样可以减少走刀次数, 提高加工效率。实际加工时为了保证零件加工表面质量, 应根据加工余量确定, 留少量精加工余量。 粗加工时，应当把第一, 二次进给时的切削深度尽量取得大一些;切削深度取为8~10mm.半精加工时, 切削深度选取为0.5~2 mm.精加工时, 切削深度选取0.05～0.08mm范。当工艺系统刚性较差 (如镗刀杆伸出较长) 或冲击载荷较大 (如毛坯直径不均衡) 时, 可适当降低切削深度, 以降低切削力。实际加工中根据具体加工环境查手册确定。
三、结束语
实际生产中，数控设备占据着越来越重要的地位，参数优化设置对提高加工效率和提高零件质量具有指导意义，合理选择切削参数对一名优秀的数控工艺员至关重要，在保证零件的加工质量和加工效率前提下, 充分发挥数控设备与数控刀具的优势, 努力提高企业的生产工艺水平和经济效益。
论文作者:牛萌萌
论文发表刊物:《论证与研究》2019年11期
论文发表时间:2020/4/8
标签：刀具论文; 加工论文; 零件论文; 材料论文; 参数论文; 机床论文; 速度论文; 《论证与研究》2019年11期论文;