数控加工中心刀具选择与切削用量的控制研究

发布时间：2020-07-29

　　摘要：科学技术是第一生产力，我国当今的科技水平在国际上也有相当的地位。特别是如今的高铁动车，我国的高铁动车的综合质量可称为世界第一，平稳、速度快、质量好都是我国动车大力发展的方向。而数控加工技术便是我国高铁动车能大力发展的主要因素。其中许多高铁动车的重要零件都是通过数控机床加工，而其中能否最大程度地发挥数控机床加工效率高、质量好地特点便是关于刀具地选择和切削用量地控制。

　　关键词：数控机床;高铁动车、刀具选择、切削用量

　　引言：

　　刀具的选择与切削用量的控制一直都是数控机床中比较重要的部分，一把合适的刀具关系到能否得到精度较高的产品，如果刀具选择得不合适，那么加工出来的产品与加工的效率都会大大降低;而切削用量比之刀具更为重要，无论你需要加工的产品是什么轮廓与规格，如果切削用量控制得不准确，那么加工的产品质量一定不会高。我国的高铁动车在行驶时可达到300~400Km/h，如果其使用的零件质量不过关，那么便不能支撑如此高速的运动。

　　一、数控加工中心刀具的选择

　　数控机床之所以能逐步取代传统的机床加工方式，是因为数控加工有更高的效率、能加工出更好的产品，而刀具的选择便是直接关系到这几点。数控加工所需要的刀具和传统机床加工所需要的刀具略有不同，它要求更高的精度、更好的强度、刚度，而且更需要具有尺寸稳定、拆卸方便的特点。不同的产品加工所需要的刀具也是不同，需要根据材料的特性、加工的工序、切削的用量的方式来确定。不过最根本的原则便是需要拆卸方便、强度高、寿命长、精度高。满足加工要求是最基本的前提，也可以在满足要求之后选择尽量短的刀具，这样的刀具具有更高的强度。

　　1、数控加工中心刀具的类型

　　在数控机床加工时，刀具有不同的类型与作用。首先是立铣刀与端铣刀，这两种刀具主要是用来加工凸台与凹槽。其次是锥形刀、鼓形刀、球头刀等，这些刀具主要用来加工曲面与零件的外形。最后还有不同材料制作的刀具，这些刀具都有各自的特点，在加工时，一定要根据加工的类型选择合适的刀具，这样才能够更好的进行生产。

　　2、数控加工中心影响刀具选择的因素

　　影响数控加工中心刀具选择的因素可以分为两个方面:(1)零件的材料与性质。在加工材料方面有不同颜色的金属、复合材料以及其它非金属材料。(2)加工的方式。在加工方式方面有三个类型，分别是：有精加工、半精加工和粗加工。在数控机床加工时,能够同时完成很多道工序,但是应该尽量降低刀具的数量,先进行铣削加工再进行钻削加工,分清粗加工与精加工的刀具。在加工零件的外形时要优先加工曲面,再加工轮廓。

　　二、数控加工中心切削用量的控制

　　在数控机床加工零件时的切削用量分为：切削速度、进给速度和背吃刀量。在数控机床加工中，如果能够选择正确的切削用量便可以大大提高加工时的切削功率、产品质量，降低刀具的磨损、加工的成本等。在加工高铁动车的零件中，选择切削用量时必须要保证被加工零件的表面粗糙度能够符合最基本的要求，并且在加工的同时要保证不能使刀具的磨损度太高。所以技术人员在编写数控机床加工程序时，要特别注意每一个工序的切削用量都要合适，这样才能够保证产品的质量够高，同时能够大大降低成本、提高效率。

　　1、切削速度的控制

　　在数控机床加工高铁零件的过程中,对于切削速度的确定一般可以分为两个方面。首先是在进行粗加工的时候,刀具的选择一般会根据零件的材料和刀具本身使用的材料的确定。一般是选择比较低或者中等的切削速度,这样能够在很大的程度上保证刀具的性能被充分发挥。而在精加工时,一般都会选用较高的切削速度,这样在加工过程中产生的大量热量会被零件产生的残屑带出,防止刀具与零件被高温损坏。在加工过程中，有一个积屑瘤区域，这便是切削速度选择不合适的后果，我们在加工时应该避开这个速度区域。总体来说切削速度的选择是根据刀具与工件的材料、刀具的强度与轮廓、等方面来确定的。

　　2、进给速度的控制

　　在数控机床加工过程中,进给速度是一个非常重要的切削参数。对于其选择的原则应该根据所需产品的质量来确定。较大的进给速度能够保证较高的生产效率，但是如果进给速度较大那么产品的质量便不好保证。所以一般情况下,进给速度是在100~200mm/min,能够很好的保证产品质量和机床的生产效率。但是有一种比较特殊的情况需要采用较低的进给速度，那便是在进行切断加工或者用高速钢刀进行加工的时候，这时候的速度应该在20~50mm/min。

　　3、背吃刀量的控制

　　在数控机床加工过程当中，背吃刀量的选择一般是根据机床的刚度限制来确定的。如果机床的刚度能够有保证，那么在加工高铁动车的零件时可以选择较大的背吃刀量。如果对于零件的表面粗糙度没有要求，那么尽可能一次性进刀，使背吃刀量和加工余量相等，这样可以保证机床的生产效率。但是如果对于产品的表面粗糙度要求较高时，在加工过程中一定要给后面的精加工过程留下足够大的加工余量，以便于能够保证加工出来的产品质量能够合格。

　　结束语

　　高铁动车如今在人民的日常生活当中是不可缺少的部分，如何提高人民在乘坐高铁动车时候的安全与舒适感是技术人员需要大力关注的方面。而在用数控机床加工高铁动车的零件时，更是需要特别注意一定要选择合适的刀具与切削用量，以便于能够保证加工产品的质量，使我国的高铁动车在质量上能够有很好的保证。——论文作者：陶学成

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