张帅000.docx
《张帅000.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《张帅000.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
张帅000
1.
1、选择数控刀具的原则
刀具寿命与切削用量有密切关系。
在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。
一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。
复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。
对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。
对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。
车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。
大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。
数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。
2、选择数控车削用刀具
数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。
成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。
数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。
在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。
尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。
这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。
尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。
二是圆弧形车刀。
圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。
该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。
圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。
选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏．
3、选择数控铣削用刀具
在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下:
一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取RD=（0.8一0.9）Rmin。
二是零件的加工高度H<（1/4-1/6）RD,以保证刀具有足够的刚度。
三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,，即直径为d=2Re=2（R-r），编程时取刀具半径为Re=0.95（Rr）。
对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。
二、设置刀点和换刀点
IIA刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?
所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。
此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。
在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。
对刀点设置原则是:
便于数值处理和简化程序编制。
易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。
对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。
实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。
所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。
平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。
用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。
而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。
加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。
所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准
三、确定切削用量
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。
切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。
对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。
切削用量的选择原则是:
保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。
1、确定主轴转速
主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。
其计算公式为:
n=1000v/71D式中:
v?
切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决定;n一一主轴转速，单位为r/min,D?
工件直径或刀具直径，单位为mm。
计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。
2、确定进给速度
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。
最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。
确定进给速度的原则:
当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。
一般在100一200mm/min范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20一50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20--50mm/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
3、确定背吃刀量
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。
为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5mm,总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。
所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
外圆背吃刀量选择表（端面切深减半）
轴径
长度
≤100
＞100～250
＞250～500
＞500～800
＞800～1200
＞1200～2000
半精
精车
半精
精车
半精
精车
半精
精车
半精
精车
半精
精车
≤10
0.8
0.2
0.9
0.2
1
0.3
-
-
-
-
-
-
＞10～18
0.9
0.2
0.9
0.3
1
0.3
1.1
0.3
-
-
-
-
＞18～30
1
0.3
1
0.3
1.1
0.3
1.3
0.4
1.4
0.4
-
-
＞30～50
1.1
0.3
1
0.3
1.1
0.4
1.3
0.5
1.5
1.6
1.7
1.6
＞50～80
1.1
0.3
1.1
0.4
1.2
0.4
1.4
0.5
1.6
1.6
1.8
1.7
＞80～120
1.1
0.4
1.2
0.4
1.2
0.5
1.4
0.5
1.6
0.6
1.9.
0.7
＞120～180
1.2
0.5
1.2
0.5
1.3
0.6
1.5
0.6
1.7
0.7
2
0.8
＞180～260
1.3
0.5
1.3
0.6
1.4
0.6
1.6
0.7
1.8
0.8
2
0.9
＞260～360
1.3
0.6
1.4
0.6
1.5
0.7
1.7
0.7
1.9
0.8
2.1
0.9
＞360～500
1.4
0.7
1.5
0.7
1.5
0.8
1.7
0.8
1.9
0.9
2.2
1
1.粗加工，表面粗糙度为Ra50～12.5时，一次走刀尽可能切除全部余量。
2.粗车背吃刀量的最大值是受车床功率大小决定的。
中等功率机床可达到8～10mm。
1.3.7切削液的选择
（1）切削液作用
1）冷却作用切削液能从切削区域带走大量切削热，使切削温度降低。
其冷却性能取决于它的热导率、比热容、汽化热、汽化速度、流量和流速等。
2）润滑作用切削液能渗入到刀具与切屑、加工表面之间形成润滑膜或化学吸附膜，减小摩擦。
润滑性能取决于切削液的渗透能力、形成润滑膜的能力和强度。
3）清洗作用切削液可以冲走切削区域和机床上的细碎切屑和脱落的磨粒，防止划伤已加工表面和导轨。
清洗性能取决于切削液的流动性和使用压力。
4）防锈作用在切削液中加入防锈剂，可在金属表面形成一层保护膜，起到防锈作用。
防锈作用的强弱。
取决于切削液本身的成分和添加剂的作用。
（2）切削液的添加剂
为改善切削液的性能而加入的一些化学物质，称为切削液的添加剂。
常用的添加剂有以下几种：
1）油性添加剂它含有极性分子，能与金属表面形成牢固的吸附膜，主要起润滑作用。
常用于低速精加工。
常用的油性添加剂有动物油、植物油、脂肪酸、胺类、醇类和脂类等。
2）极压添加剂它是含有硫、磷、氯、碘等元素的有机化合物，在高温下与金属表面起化学反应，形成耐较高温度和压力的化学吸附膜，能防止金属界面直接接触，减小摩擦。
3）表面活性剂（乳化剂）它是使矿物油和水乳化而形成稳定乳化液的添加剂。
表面活性剂是一种有机化合物，由可溶于水的极性基团和可溶于油的非极性基团组成，可定向地排列并吸附在油水两相界面上，极性端向水，非极性端向油，将水和油连接起来，使油以微小颗粒稳定地分散在水中，形成乳化液。
表面活性剂还能吸附在金属表面上，形成润滑膜，起油性添加剂的润滑作用。
常用的表面活性剂有石油磺酸钠、油酸钠皂等。
4）防锈添加剂它是—种极性很强的化合物，与金属表面有很强的附着力，吸附在金属表面上形成保护膜，或与金属表面化合形成钝化膜，起到防锈作用。
常用的防锈添加剂有碳酸纳、三乙醇胺、石油磺酸钡等。
（3）常用切削液的种类与选用
1）水溶液它的主要成分是水，其中加入防锈添加剂，主要起冷却作用。
加入乳化剂和油性添加剂，有一定润滑作用，主要用于磨削。
2）乳化液它是将乳化油（由矿物油和表面活性剂配成）用水稀释而成，用途广泛。
低浓度的乳化液具有良好的冷却效果，主要用于普通磨削、粗加工等。
高浓度的乳化液，润滑效果较好．主要用于精加工等。
3）切削油。
它主要是矿物油（如机械油、轻柴油、煤油等），少数采用动植物油或复合油。
普通车削、攻丝时，可选用机油。
精加工有色金属或铸铁时，可选用煤油。
加工螺纹时，可选用植物油。
在矿物油中加人一定量的油性添加剂和极压添加剂，能提高温、高压下的润滑性能，可用于精铣、铰孔、攻螺纹及齿轮加工。
切削液的选择与应用
（1）切削液的选择：
切削液的效果，除了取决于切削液本身的性能外，还取决于工件材料、刀具材料和加工方法等因素，选择时应综合考虑。
粗加工和半精加工时切削热量大，因此，切削液的作用应以冷却散热为主。
精加工和超精加工时，为了获得良好的已加工表面质量，切削液应以润滑为主。
硬质合金刀具的耐热性较好，一般可不用切削液。
由于难加工材料的切削加工均处于高温高压边界润滑摩擦状态，因此，宜选用极压切削油或极压乳化液。
磨削的特点是温度高，会产生大量的细屑和砂粒，因此磨削液应有较好的冷却性和清洗性，并应有一定的润滑性和防锈性。
（2）切削液的选择依据。
a.加工机床所要求的选用。
b.加工方式所决定。
c.成本（维护，使用等）。
d.加工材料及刀具。
e.加工精度要求。
f.润滑性。
g.冷却性。
h.防锈，清洗。
i.水基切削液需求具备废水处理设施及。
各种加工情况下的切削液的选择可参考表1。
表1切削液选用参考表
工件材料
碳钢、合金钢
不锈钢
耐热合金
铸铁
铜及其合金
铝及其合金
刀具材料
高速钢
硬质合金
高速钢
硬质合金
高速钢
硬质合金
高速钢
硬质合金
高速钢
硬质合金
高速钢
硬质合金
加工方法
车削
粗车
3、1、7
0、3、1
7、4、2
0、4、2
2、4、7
8、2、4
0、3、1
0、3、1
3、2
0、3、0
0、3
0、3
精车
4、7
0、2、7
7、4、2
0、4、2
2、8、4
8、4
0、6
0、6
3、2
0、3、2
0、6
0、6
铣削
端铣
4、2、7、
0、3
7、4、2
0、4、2
2、4、7
0、8
0、3、1
0、3、1
3、2
0、3、2
0、3
0、3
铣槽
4、2、7、
7、4
7、4、2
7、4、2
2、8、4
8、4
0、6
0、6
3、2
0、3、2
0、6
0、6
钻削
3、1
3、1
8、4、2
8、4、2
2、8、4
2、8、4
0、3、1
0、3、1
3、2
0、3、2
0、3
0、3
铰削
7、8、4、
7、8、4、
8、7、4
8、7、4
8、7
8、7
0、6
0、6
5、7
0、5、7
0、5、7
0、5、7
功螺纹
7、8、4、
8、7、4
8、7
0、6
5、7
0、5、7
拉削
7、4、8、
8、7、4
8、7
0、3
3、5
0、3、5
滚齿、插齿
7、8
8、7、4
8、7
0、3
5、7
0、5、7
磨削
粗磨
1、3
4、2
4、2
1、3
1
1
精磨
1、3
4、2
4、2
1、3
1
1
注：
本表中数字代表意义如下：
0—干切削1—润滑性不强的化学合成液2—润滑性较好的化学合成液3—普通乳化液4—极压乳化液5—普通切削油6—煤油7—含硫、氯的极压切削油或植物油和矿物油的复合油8—含硫氯、氯磷或硫氯磷的极压切削油。
（3）切削液的使用方法
普遍使用的方法是浇注法，由于切削液流速慢（υ＜10m/s）、压力低（p＜0.05MPa），难于直接渗透入最高温度区，因此，仅用于普通金属切削机床的切削加工。
加工时，应尽量将切削液浇注到切削区。
对于深孔加工，难加工材料的加工，以及高速强力磨削，应采用高压冷却法。
切削时切削有液工作压力约为1~10MPa，流量为50~150L/min。
喷雾冷却法是一种较好的使用切削液的方法，适于难加工材料的车削、铣削、功螺纹、孔加工等以及刀具的刃磨。
加工时，切削液被压缩空气通过喷雾装置雾化，并被高速喷射到切削区。
（4）切削液在应用中出现的问题及措施
切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈等功能,被广泛地应用在切削加工中。
切削液在使用中经常出现变质发臭、腐蚀、产生泡沫、使用操作者皮肤过敏等问题。
应在实际工作中采取相应的措施！
切削波变质发臭的问题
切削液变质发臭的主要原因是：
切削液中含有大量细菌，切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。
耗氧菌生活在有矿物质的环境中，
如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中，在有氧条件下，每20～30min分裂为二。
而厌氧菌生存在没有氧气的环境中，
每小时分裂为二，代谢释放出SO2，有臭鸡蛋味，切削液变黑。
当切削液中的细菌大于106时，切削液就会变臭。
（1）细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:
配制过程中有细菌侵入，如配制切削液的水中有细菌。
空气中的细菌进入切削液。
工件工序间的转运造成切削液的感染。
操作者的不良习惯，如乱丢脏东西。
机床及车间的清洁度差。
（2）控制细菌生长的方法
使用高质量、稳定性好的切削液。
用纯水配制浓缩液，不但配制容易，而且可改善切削液的润滑性，且减少被切屑带走的量，并能防止细菌侵蚀。
使用时，要控制切削液中浓缩液的比率不能过低，否则易使细菌生长。
由于机床所用油中含有细菌，所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。
切削液的pH值在8.3～9.2时，细菌难以生存，所以应及时加入新的切削液，提高pH值。
保持切削液的清洁，不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触。
经常使用杀菌剂。
保持车间和机床的清洁。
设备如果没有过滤装置，应定期撇除浮油，清除污物。
一一切削液的腐蚀问题
（1）产生腐蚀的原因
切削液中浓缩液所占的比例偏低。
切削液的pH值过高或过低。
例如PH＞9.2时，对铝有腐蚀作用。
所以应根据金属材料选择合适的pH值。
不相似的金属材料接触。
用纸或木头垫放工件。
零部件叠放。
切削液中细菌的数量超标。
工作环境的湿度太高。
一一
（2）防治腐蚀的方法
用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
在需要的情况下，要使用防锈液。
控制细菌的数量，避免细菌的产生。
检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
要避免切削液受到污染。
要避免不相似的材料接触，如铝和钢、铸铁（含镁）和铜等。
一一产生泡沫的问题
在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫。
（1）产生泡沫的主要原因
切削液的液面太低。
切削液的流速太快，气泡没有时间溢出，越积越多，导致大量泡沫产生
水槽设计中直角太多，或切削液的喷嘴角度太直。
（2）避免产生泡沫的方法
在集中冷却系统中，管路分级串联，离冷却箱近的管路压力应低一些。
保证切削液的液面不要太低，及时检查液面高度，及时添加切削液。
控制切削液流速不要太快。
在设计水槽时，应注意水槽直角不要太多。
在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。
操作者皮肤过敏的问题
（1）产生操作者皮肤过敏的主要原因
pH值太高。
切削液的成分。
不溶的金属及机床使用的油料。
浓缩液使用配比过高。
切削液表面的保护性悬浮层，如气味封闭层、防泡沫层。
杀菌剂及不干净的切削液。
（2）在工作中，为了避免操作者皮肤过敏，应该注意以下几点
操作者应涂保护油，穿工作服，带手套，应注意避免皮肤与切削液直接接触。
切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用。
还有，氟橡胶、脂橡胶受切削液影响变形较小，在用作机床密封件时，可优先考虑。
为了防止变形，
机床密封件所用橡胶含脂量一般应大于35％。
另外，为了有效防止切削液引起机床油漆脱落，可选择环氧树脂漆或聚腔酯漆。
总之，在正常生产中使用切削液，如果能注意以上问题，可以避免不必要的经济损失，有效地提高生产效率。
升级会员 