數控機床加工中切削用量對加工精度的影響分析
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摘 要：隨著我國制造業的不斷發展，數控機床被廣泛應用在各種加工制造的企業中，對于數控機床的研究可以有效促進制造業的發展。本文中筆者就數控加工中對于切削用量的總體選擇原則、造成零件加工誤差的因素以及減少誤差采取的有效對策進行了詳細敘述，希望以此能夠提出建設性意見。
關鍵詞：數控機床;加工;切削用量;加工;精度;影響;分析
一、數控加工中對于切削用量的總體選擇原則
數控車削加工切削用量是切削過程中的切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。切削用量用量的選擇，對加工效率、加工成本和質量都有重要的影響。切削用量需要考慮機床、刀具、工件材料和工藝等各個方面因素。當刀具的耐用度一定時，從提高生產率的角度考慮，對于切削用量有一個總原則：首先選擇盡量大的被吃刀量，其次選擇最大的進給量，最后是選擇最大的切削速度。
1、背吃刀量 ap（mm）的選擇
背吃刀量 ap 根據加工余量和工藝系統的剛度確定。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap 就等于加工余量，這是提高生產率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數控機床的精加工余量可略小于普通機床。具體選擇：粗加工（Ra10～80mm）時，一次進給應切 除 全 部 余 量。在 中 等 功 率 機 床 上，背 吃 刀 量 可 達 8～10mm。半 精 加 工（Ra1.25～10mm）時，背吃刀量為 0.2～0.4mm。在工藝系統剛性不足或毛坯余量很大、或加工余量不均勻時，粗加工分幾次進給，前兩次進給的背吃刀量盡量取大一些。提高生產率，刀具壽命可選的低一些。一般選取 15～30 分鐘。
2、切削寬度 L（mm）
一般 L 與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。在數控加工中，一般 L 的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。
3、切削速度 Vc（m/min）的選擇
根據已經選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度?？捎媒涷灩接嬎悖?
也可根據生產實踐經驗在機床說明書允許的切削速度范圍內查表選取或者參考有關切削用量手冊選用。在選擇切削速度時，還應考慮：應盡量避開積屑瘤產生的區域;斷續切削
時，為減小沖擊和熱應力，要適當降低切削速度;在易發生振動的情況下，切削速度應避
開自激振動的臨界速度;加工大件、細長件和薄壁工件時，應選用較低的切削速度;加工
帶外皮的工件時，應適當降低切削速度;工藝系統剛性差的，應減小切削速度。
4、主軸轉速 n（r/min）
主軸轉速一般根據切削速度 VC 來選定。計算公式為：n=1000VC/πD 式中，D為工件或刀具直徑（mm）。數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整。
二、造成零件加工誤差的因素
在機械加工過程中零件加工必然會有誤差，而導致加工產生誤差的因素跟多，其中既有人為操作不當引起的誤差，也有設備本身的誤差，還有加工過程中由于機械和零件產生形變造成的誤差。另外由于儀表刻度盤松動或者發生銹蝕也會產生誤差，因此在實際加工過程中我們要對誤差進行全面分析，將可能產生誤差的因素都要考慮進行，采取有效措施來降低零件加工誤差。一般來說造成零件誤差主要有以下幾個因素：
1、量具誤差或測量技術誤差
在進行零件的測量時一般會用到固定的測量用具，為了避免產生誤差，工作人員不僅要對測量的工具進行系統全面的檢查，而且還要使用正確的方法來操作量具，例如在使用游標卡尺時要注意尺身上的螺絲釘的松緊度，而使用千分尺時手感對于測量的結果十分重要，另外在讀取數據時工作人員的視線是否與測量用具上的刻度線保持對齊的狀態，這對于讀數準確十分關鍵。這些誤差在日常實踐中具有隱蔽性，工作人員稍有馬虎就很容易犯這樣的錯誤。
2、刀具角度誤差和刀具磨損產生的誤差
在利用數控機床進行機械加工時，刀具安裝的角度對于零件的加工精度有重要影響。不同角度的刀具不但能夠影響對機械零件切削的鋒利程度，而且還會影響切削力度、切削保護和切削變形的大小等。而刀具的磨損程度則直接影響零件的加工精度以及表面的粗糙程度等，而且刀具的磨損程度對尺寸精度的影響具有隱蔽性，在安裝刀具時要將刀具對準機床的旋轉中心。
3、加工工藝系統的熱變形引起的誤差
數控機床的工藝系統包含機床、工件、刀具以及軸承加工系統的各個部件，通常情況下在加工過程中由于產生熱源的原因導致各種工件會引發形變，各個零件的不均勻形變就會導致刀具與工件的相對位置產生誤差，從而直接導致加工熱變形誤差，而這個誤差對于機械零件的準確性有較大影響。具體來說，機床在工作過程中會產生大量的熱量，從而引起熱變形加工誤差，耐磨性下降。在加工時對工件產生的切削力也會下降引起誤差，而工件受熱也會產生變形造成工件的形狀誤差。因此在實際生產中人們都會采取有效的措施來降低熱形變，從而減小這種由于受熱產生的變形對切削加工的影響，一般采用切削液、選用合理的加工工藝、改進刀具角度等方法來降低熱變形工件產生的加工誤差。
三、減少誤差采取的有效對策
我們將車削的給進量固定不變，車削的速度設置為較快的時候，吃刀量比較大時工件的表面粗糙度就會很低。但是在加工時我們將切削速度和給進量設置成同等大小時，切削量很小的時候，零件表面的粗糙程度卻有明顯差別，零件表面會有拉毛或者劃痕的損傷，并且還不容易控制尺寸精度，因此我們通過研究發現利用數控機床加工零件時，切削用量對于加工精度的影響十分顯著，具體加工時需要對切削用量的選擇上加以重視，這樣才能提高零件的尺寸精度和降低零件表面的粗糙度[。
四、結語
隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用，數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控加工程序的編制過程中，要在人機交互狀態下合理的確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉數控加工中切削用量的確定原則，結合現場的生產狀況，選擇出合理的切削用量，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發揮數控機床的優點，提高企業的經濟效益和生產水平。
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