隨著數(shù)控車(chē)床在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,操作者要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇切削參數(shù),編程人員必須熟悉切削參數(shù)的確定原則,這樣才能保證零件的加工質(zhì)量和效率,充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì),提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。但是,目前切削參數(shù)的確定往往是由工藝設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)給出或在大概范圍內(nèi)選擇,在加工過(guò)程中再根據(jù)情況對(duì)所選的切削參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,即切削參數(shù)的選擇主要還是依賴(lài)于工藝人員的水平和經(jīng)驗(yàn),這帶有一定的盲目性,缺乏理論和經(jīng)驗(yàn)往往會(huì)使得數(shù)控機(jī)床不能在合理的切削參數(shù)下運(yùn)行。因此,本文通過(guò)切削試驗(yàn)分析主軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)、進(jìn)給速度F r /(mm/min)、切削深度a p /mm等三個(gè)主要因素對(duì)鋁合金加工表面粗糙度的影響規(guī)律,從而尋找優(yōu)化的切削參數(shù)組合。
1試驗(yàn)設(shè)備與切削條件(1)試驗(yàn)設(shè)備CK6136數(shù)控車(chē)床有剛性高、熱變形小、主軸溫升低、振動(dòng)小、承受切削扭矩大,能適應(yīng)強(qiáng)力切削的特點(diǎn)。能夠車(chē)削內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、切槽和加工各種螺紋的功能。
操作系統(tǒng):廣州數(shù)控928TE系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)主要設(shè)備:粗糙度對(duì)比塊加工對(duì)象:102鋁材棒料,直徑36毫米試驗(yàn)刀具:CCGT09T304-AK;合金刀片;機(jī)夾刀桿(2)切削條件考慮的主要因素有轉(zhuǎn)速n、進(jìn)給速度F r、切削深度a p,分別取三組實(shí)驗(yàn)實(shí)據(jù),n取1000、600、1200;F r取0.11、0.16、0.28;a p取1、1.5、2.
試驗(yàn)方案:步驟一在主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度不變的情況下,改變切削深度值進(jìn)行試驗(yàn);步驟二選擇步驟一中表面質(zhì)量*佳的切削深度,保持主軸轉(zhuǎn)速和切削深度不變,改變進(jìn)給速度進(jìn)行試驗(yàn);步驟三選擇步驟二中表面質(zhì)量*佳的進(jìn)給速度,保持進(jìn)給速度和切削深度不變,改變主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行試驗(yàn);2試驗(yàn)結(jié)果與討論通過(guò)對(duì)步驟一的數(shù)據(jù)采集得知,切削深度改變基本不影響加工質(zhì)量。此時(shí),主軸轉(zhuǎn)速在1000時(shí),切削的質(zhì)量相對(duì)好。但并不是說(shuō),低于這個(gè)轉(zhuǎn)速或者高于這個(gè)轉(zhuǎn)速愈大質(zhì)量就愈高,這還要受切削材料、刀具材料、主軸*高轉(zhuǎn)速等多種條件的影響。通過(guò)多方面考慮,一般主軸轉(zhuǎn)速選1000、1200或者600為好。
通過(guò)對(duì)步驟二的數(shù)據(jù)采集得知,進(jìn)給速度影響加工質(zhì)量,進(jìn)給速度從0.28到0.16,切削同樣長(zhǎng)度的時(shí)間增加了近70%,而表面質(zhì)量提高了近一倍。但是進(jìn)給速度過(guò)慢會(huì)使加工效率降低。因此,在選擇進(jìn)給值時(shí),應(yīng)綜合考慮。
通過(guò)對(duì)步驟三的數(shù)據(jù)采集得知,主軸轉(zhuǎn)速對(duì)加工質(zhì)量影響較大,主軸轉(zhuǎn)速表面質(zhì)量越好。但是對(duì)比步驟一的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)速降低到一定程度,對(duì)表面質(zhì)量的影響會(huì)逐漸減弱。
從上面的數(shù)據(jù)只能直觀地看出各參數(shù)對(duì)加工質(zhì)量的影響,要想更科學(xué)、更準(zhǔn)確地得出結(jié)論,還必須運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行理論分析,從而得出正確的切削用量參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
3數(shù)控車(chē)削中切削參數(shù)的確定在選擇數(shù)控編程中,確定切削參數(shù)時(shí),應(yīng)保證工件的加工質(zhì)量和刀具壽命,充分發(fā)揮數(shù)控車(chē)床的能力,*大限度的刀具的切削性能,并能獲得較高的生產(chǎn)效率和較低的生產(chǎn)成本。
3.1優(yōu)先確定主軸轉(zhuǎn)速選擇主軸轉(zhuǎn)速是為了形成所需的切削速度,故主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和棒料直徑來(lái)確定。從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)看,除螺紋加工外,數(shù)控車(chē)削主軸轉(zhuǎn)速與普通車(chē)削加工基本一致,應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑,并按照零件和刀具的材料等條件所允許的切削速度來(lái)確定。
另外,還要考慮不同規(guī)格車(chē)床的剛性,在機(jī)床所能承受的*大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)選擇較接近的轉(zhuǎn)速來(lái)作*后的確定。數(shù)控系統(tǒng)的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速倍率開(kāi)關(guān),還可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。注意:當(dāng)切削過(guò)程為干式切削時(shí),主軸轉(zhuǎn)速還要再選取小些,取有切削液狀態(tài)下的70%80%.在生產(chǎn)中,主軸轉(zhuǎn)速可用下式計(jì)算:1000 /πn v d =式中:v為切削速度,mm/min;d為零件待加工表面直徑,mm.
3.2選用進(jìn)給速度進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間里,刀具沿進(jìn)給力向移動(dòng)的距離,如mm/min,有些數(shù)控機(jī)床以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r表示進(jìn)給速度,確定進(jìn)給速度的原則為:(1)當(dāng)工件的加工精度和表面粗糙度質(zhì)量要求能夠得到保證的前提下,為提高生產(chǎn)效率,應(yīng)選擇盡可能高的進(jìn)給速度;(2)切斷、車(chē)削深孔或用高速鋼刀具車(chē)削時(shí),宜選擇較低的進(jìn)給速度;(3)刀具空行程特別是遠(yuǎn)距離回零時(shí),可設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度;(4)進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度相適應(yīng)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)資料,有色金屬按照表面粗糙度要求選擇進(jìn)給量。
3.3切削深度的選用切削深度的選取應(yīng)根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度和工件加工表面的精度、表面粗糙度而定。在允許的條件下,應(yīng)盡量選擇較大的切削深度,以減少走刀次數(shù),提高加工效率。
當(dāng)零件的加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí),應(yīng)考慮留出適當(dāng)?shù)木庸び嗔?。其精加工余量一般比普通?chē)削余量小,通常取0.1~0.3 mm.另外,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,一般情況下,加工表面粗糙度值Ra12.5時(shí),一次粗車(chē)可達(dá)到要求。但當(dāng)機(jī)床剛度差、動(dòng)力不足或余量過(guò)大時(shí),可分多次切削完成加工,且吃刀量應(yīng)隨走刀次數(shù)逐漸減少;當(dāng)表面粗糙度要求為Ra1.0~1.6時(shí),則應(yīng)采取較小的切削量來(lái)完成精加工。
4結(jié)語(yǔ)通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度對(duì)加工工件表面質(zhì)量的影響。同時(shí),通過(guò)對(duì)比分析方法,看出當(dāng)切削材料為鋁合金時(shí),切削深度對(duì)表面加工質(zhì)量的影響是不顯著的,而進(jìn)給速度對(duì)加工質(zhì)量的影響是顯著的。在車(chē)削中,主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度一般都有經(jīng)驗(yàn)值供參考,分別取主軸轉(zhuǎn)速n=1200 r/min,進(jìn)給速度F r=0.11 mm/min.而對(duì)于切削深度,則與余量、機(jī)床剛度、動(dòng)力大小等有關(guān),應(yīng)根據(jù)具體情況決定。
綜上所述,切削加工中的各要素是相互關(guān)聯(lián)和相互制約的,操作者應(yīng)該按照實(shí)際的加工需要綜合考慮各要素之間的關(guān)系,選擇各參數(shù)的*佳組合方式,這樣才能獲得理想的加工效果。