数控车床编程如何确定切削用量与进给量以及不锈钢的加工

一、数控车床编程如何确定切削用量与进给量

在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。

　　上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。

　　切削速度快慢直接影响切削效率。若切削速度过小，则切削时间会加长，刀具无法发挥其功能；若切削速度太快，虽然可以缩短切削时间，但是刀具容易产生高热，影响刀具的寿命。决定切削速度的因素很多，概括起来有：

(1)刀具材料

刀具材料不同，允许的最高切削速度也不同。高速钢刀具耐高温切削速度不到50m／min，碳化物刀具耐高温切削速度可达100m／min以上，陶瓷刀具的耐高温切削速度可高达1000m／min。

(2)工件材料

　　工件材料硬度高低会影响刀具切削速度，同一刀具加工硬材料时切削速度应降低，而加工较软材料时，切削速度可以提高。

(3)刀具寿命

　　刀具使用时间(寿命)要求长，则应采用较低的切削速度。反之，可采用较高的切削速度。

(4)切削深度与进刀量

　　切削深度与进刀量大，切削抗力也大，切削热会增加，故切削速度应降低。

(5)刀具的形状

　　刀具的形状、角度的大小、刃口的锋利程度都会影响切削速度的选取。

(6)冷却液使用

　　机床刚性好、精度高可提高切削速度；反之，则需降低切削速度。

上述影响切削速度的诸因素中，刀具材质的影响最为主要。

　　切削深度主要受机床刚度的制约，在机床刚度允许的情况下，切削深度应尽可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。这样可以减少走刀次数。

　　主轴转速要根据机床和刀具允许的切削速度来确定。可以用计算法或查表法来选取。

　　进给量f(mm／r)或进给速度F(mm／min)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。

　　编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度，选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。当然也可以凭经验，采用类比法去确定切削用量。不管用什么方法选取切削用量，都要保证刀具的耐用度能完成一个零件的加工，或保证刀具耐用度不低于一个工作班次，最小也不能低于半个班次的时间。

二、不锈钢的加工

不锈钢的强度和硬度与中碳钢相近，但塑性大，加工硬化严重，使切削抗力增大，消耗功率多，加上不锈钢导热性差，使切削区和刀具的温度高，刀具易磨损。此外，不锈钢的塑性大，粘附性强，容易粘刀而形成积屑瘤，使加工表面粗糙度增大，切切屑不易卷曲和折断，造成排屑困难。因此，切削不锈钢的刀具材料，应选择热硬性、耐磨性、导热性、抗粘接性能好的刀具材料，如下表：

表1 车削不锈钢常用的刀具材料选择

车刀宜采用较大的前角和较小的副倒棱，在保证切削刃强度的条件下，尽可能使切削刃锋利，以减轻加工硬化。车刀的前刀面和后刀面应仔细研磨，以保证加工表面获得较小的表面粗糙度值。

表2 车削不锈钢时的刀具几何参数

为解决卷屑、断屑问题，常使用如图1所示的卷屑槽。卷屑槽参数如表3

图1 车削不锈钢车刀的卷屑槽

表3-1 YG8不锈钢车刀的卷屑槽参数

表3-2 YG8不锈钢内孔车刀卷屑槽参数

表3-3 YG8不锈钢切断刀卷屑槽参数

车削不锈钢时的切削深度和进给量的选择原则与切削普通碳素钢没有多大差别，但切削速度只有其40%~60%。若以车削1Cr18Ni9Ti的切削速度为基数（见表4），则车削2Cr13、3Cr13（硬度28HRC以下）的且切削速度可提高1.2~1.5倍，车削奥氏体不锈钢0Cr18Ni18Mo2CuTi时，切削速度应降低到0.6~0.7倍

表4 车削不锈钢的切削用量选择