數控車床編程如何確定切削用量與進給量以及不銹鋼的加工

2020-05-19 13:51:28
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一、瀋陽數控機床編程如何確定切削用量與進給量

在編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高机械加工質量和產量。影響切削條件的因素有：機床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預期壽命及較大生產率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數量；機床的壽命。

　　上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進給率為主要因素。

　　切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過小，則切削時間會加長，刀具無法發揮其功能；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時間，但是刀具容易產生高熱，影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多，概括起來有：

(1)刀具材料

刀具材料不同，允許的高切削速度也不同。高速鋼刀具耐高溫切削速度不到50m／min，碳化物刀具耐高溫切削速度可達100m／min以上，陶瓷刀具的耐高溫切削速度可高達1000m／min。

(2)工件材料

　　工件材料硬度高低會影響刀具切削速度，同一刀具加工硬材料時切削速度應降低，而加工較軟材料時，切削速度可以提高。

(3)刀具壽命

　　刀具使用時間(壽命)要求長，則應採用較低的切削速度。反之，可採用較高的切削速度。

(4)切削深度與進刀量

　　切削深度與進刀量大，切削抗力也大，切削熱會增加，故切削速度應降低。

(5)刀具的形狀

　　刀具的形狀、角度的大小、刃口的鋒利程度都會影響切削速度的選取。

(6)冷卻液使用

　　機床剛性好、精度高可提高切削速度；反之，則需降低切削速度。

上述影響切削速度的諸因素中，刀具材質的影響Z為主要。

　　切削深度主要受機床剛度的制約，在機床剛度允許的情況下，切削深度應盡可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等於零件的加工余量。這樣可以減少走刀次數。

　　主軸轉速要根據機床和刀具允許的切削速度來確定。可以用計算法或查表法來選取。

　　進給量f(mm／r)或進給速度F(mm／min)要根據零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來選。進給速度受機床剛度和進給驅動及數控系統的限制。

　　編程員在選取切削用量時，一定要根據機床說明書的要求和刀具耐用度，選擇適合機床特點及刀具較佳耐用度的切削用量。當然也可以憑經驗，採用類比法去確定切削用量。不管用什麼方法選取切削用量，都要保證刀具的耐用度能完成一個零件的加工，或保證刀具耐用度不低於一個工作班次，也不能低於半個班次的時間。

二、不銹鋼的加工

不銹鋼的強度和硬度與中碳鋼相近，但塑性大，加工硬化嚴重，使切削抗力增大，消耗功率多，加上不銹鋼導熱性差，使切削區和刀具的溫度高，刀具易磨損。此外，不銹鋼的塑性大，粘附性強，容易粘刀而形成積屑瘤，使加工表面粗糙度增大，切切屑不易捲曲和折斷，造成排屑困難。因此，切削不銹鋼的刀具材料，應選擇熱硬性、耐磨性、導熱性、抗粘接性能好的刀具材料，如下錶：

表1 車削不銹鋼常用的刀具材料選擇

刀具材料	硬質合金	高速鋼
牌號	YT798、YT712、1#、YA6、Y320、YS8、YW1、YW2、YW3、YG8N、YG8、YG813、YG643、YT726、YM051、YM052、YD15	W6M05Cr4V2、W6M05Cr4V2Al、W12Cr4V4Mo、W2Mo9Cr4Co8、W10Mo4Cr4V3Al、W9Mo3Cr4V3Co10、W2Mo9Cr4VCo8、W12Mo3Cr4V3Co5Si、W10Mo4Cr4V3Co4Nb

車刀宜採用較大的前角和較小的副倒棱，在保證切削刃強度的條件下，盡可能使切削刃鋒利，以減輕加工硬化。車刀的前刀面和后刀面應仔細研磨，以保證加工表面獲得較小的表面粗糙度值。

表2 車削不銹鋼時的刀具幾何參數

刀具材料

后角

前角

主偏角

副偏角

刀尖半徑

高速鋼

8°~12°

連續切削

-2°~-6°；

斷續切削

-5°~-15°

切削量大時45°；

一般60°、75°

台階軸90°

8°~15°

0.2~0.8mm

硬質合金

6°~10°

為解決卷屑、斷屑問題，常使用如圖1所示的卷屑槽。卷屑槽參數如表3

圖1 車削不銹鋼車刀的卷屑槽

表3-1 YG8不銹鋼車刀的卷屑槽參數

工件直徑	半徑r_Bn/mm	寬度b/mm	γ₀/(°)	棱邊寬度b_γ₁/mm
<20	1.5 2.5	2 3	42 37	精車：0.05~0.10 粗車：0.10~0.20
>20~40	3 3.5 4		30
>40~80	4 4.5 5		30
>80~200	5.5 6 6.5	5 5.5 6	27 27 27.5	精車：0.10~0.20 粗車：0.15~0.30
>200	6.5 7 7.5	6 6.5 7	27.5	精車：0.10~0.20 粗車：0.15~0.30

表3-2 YG8不銹鋼內孔車刀卷屑槽參數

車孔直徑

半徑r_Bn/mm

加工1Cr18Ni9Ti不銹鋼和中等硬度的2Cr13等馬氏體不銹鋼

加工耐濃硝酸用不銹鋼和硬度較高的2Cr13、3Cr13等馬氏體不銹鋼

寬度b/mm

γ₀/(°)

寬度b/mm

γ₀/(°)

<20

1.6

2.0

2.5

2.0

2.5

3.0

1.6

2.0

2.5

>20~40

2.0

2.5

3.0

2.5

3.0

3.5

2.0

2.5

2.8

>40~60

4.0

4.5

5.0

4.0

4.5

5.0

3.2

3.5

4.0

>60~80

4.5

5.0

6.0

4.5

5.0

6.0

3.5

4.0

5.0

24.5

>80

5.0

6.0

7.0

4.0

5.0

6.0

24.5

25.5

3.5

4.5

5.0

20.5

表3-3 YG8不銹鋼切斷刀卷屑槽參數

直徑

半徑r_Bn/mm

寬度b/mm

γ₀/(°)

<20

2.5

3.2

4.2

36.5

>20~50

3.2

4.2

5.5

36.5

>50~80

4.2

5.5

6.5

36.5

32.5

>80~120

5.5

6.5

32.5

車削不銹鋼時的切削深度和進給量的選擇原則與切削普通碳素鋼沒有多大差別，但切削速度只有其40%~60%。若以車削1Cr18Ni9Ti的切削速度為基數（見表4），則車削2Cr13、3Cr13（硬度28HRC以下）的且切削速度可提高1.2~1.5倍，車削奧氏體不銹鋼0Cr18Ni18Mo2CuTi時，切削速度應降低到0.6~0.7倍瀋陽機床價格

表4 車削不銹鋼的切削用量選擇

工件直徑範圍（mm）	車外圓				鏜孔		切斷
	粗車		精車		n/(r/min)	f/(mm/r)	n/(r/min)	f/(mm/r)
	n/(r/min)	f/(mm/r)	n/(r/min)	f/(mm/r)
≤10	1220~955	0.19~0.6	1220~955	0.07~0.2	1200~955	0.07~0.3	1200~955	手動
>10~20	955~765		955~765		955~600		955~765
>20~40	765~480	0.27~0.81	765~480	0.1~0.3	600~480	0.1~0.5	765~600	0.1~0.25
>40~60	480~380		480~380		480~380		600~480
<60~80	380~305		380~305		380~230		480~305
>80~100	305~230		305~230		305~185		380~230	0.08~0.2
>100~150	230~185		230~185		230~150		305~150
>150~200	185~120		185~120		185~120		≤150