《CNC加工时间》word版.doc

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50mmin，碳化物刀具耐高温切削速度可达100mmin以上，陶瓷刀具的耐高温切削速度可高达1000mmin。 (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(mmr)或进给速度F(mmmin)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切削速度vc是刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主动动方向上的瞬时速度.（cutting speed）也是说线速度 进给量f刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量（feed）铣刀切削参数 切削速度v(米/分)是铣刀刃的圆周速度。铣削进给量有3种表示方式：每分钟进给量vf(毫米/分)，表示工件每分钟相对于铣刀的位移量；每转进给量f(毫米/转)，表示在铣刀每转一转时与工件的相对位移量；每齿进给量af(毫米/齿)，表示铣刀每转过一个刀齿的时间内工件的相对位移量。铣削深度ap(毫米)是在平行于铣刀轴心线方向测量的铣刀与工件的接触长度。铣削切削弧深度ae(毫米)是垂直于铣刀轴心线方向测量的铣刀与工件接触弧的深度。 高速钢铣刀铣削中碳钢的切削速度一般为2030米/分（n=7000/D10000/D）； 硬质合金铣刀可达6090米/分（可按3倍高速钢铣刀估算）。加工过程中切削用量的确定合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=（0.60.9）d。切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：v=nd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度vF。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平.工件上的加工表面 在切削过程中，工件上存在着三个表面，车床即待加工表面、已加工表面和加工表面。 1待加工表面 切削加工时即将被切除的工件表面。 2已加工表面 切削加工后工件上形成的新表面。 3加工表面 切削加工时刀刃正在切削加工的表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。 切削用量和材料切除率 切削用量是指切削速度、车床进给量和背吃刀量(切削深度)，加工中心我们通常称其为切削用量三要素。 1切削速度u， 是切削加工时刀刃上选定点相对于工件主运动的速度，其单位为ms或mmin，其值可由下面公式计算： Vc=dn/1000 式中d工件或刀具上某一点的回转直径(mm)； 主运动的转速(rs或rmin)。 2进给量f 是刀具与工件在进给方向上二者之间的相对位移量，其单位为mmr，也有用进给速度。，Vf来表示的，其单位为mmmin。 3背p吃刀量Up 又叫切削深度，车床是工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，加工中心其单位为mm。对于车削外圆，其背吃刀量可由下式计算： =Dw-Dm/2 式中：Dw工件待加工表面的直径(mm)； Dm工件已加工表面的直径(mm)。 4材料切除率Zw 是指单位时间内刀具所切除的工件材料的体积，其单位为mm3min。其计算公式为： Zw1000vcapf 由上式可以看出，提高。车床d，和中的任何一个或几个，加工中心都可以提高切削效率。因此，材料切除率是衡量切削效率高低的一个指标。切削用量的确定以端面铣削为例，它包含了切削深度ap、切削宽度aw、切削速度v和铣刀每齿进给量az等4项参数，如果切削深度ap和切削宽度aw已由零件及毛坯要求确定，还剩下切削速度v和进给量az二项，该二项一组的搭配是直接影响到生产的效果，因此把它作为需要优化的物种，在该物种的基因链中应包含v和az的全部信息。如果v的工作范围是1250m/min, az的范围是0.0150.20mm，物种的基因链编码可以用多位二进数来制订，二进制数位数的长短应根据要求数字精确程度确定。在这里如果v的分辨精度以1m/min, az的分辨精度以0.001mm作标准，v和az在工作范围之内的数分别可以用8位二进制数来表达。例：v=150m/min，二进制数表达10010110。az=0.10mm，二进制数表达01100100。因此包含以上二个切削参数的物种编码可以用16位二进制数来实现，上例的编码为1001011001100100。种群的产生在计算机中只要随机产生若干个16位二进制数就可以了，因为这样产生的任意二进制数都包含了v和az二部分信息，而且都在它们的允许范围之中。1.主轴转速 主轴转速一般根据切削速度来计算，其计算公式为：n = 1 0 0 0 V c /d，式中d为刀具直径（mm），Vc为切削速度(m/min)。切削速度的选择与刀具的耐用度密切相关，当工件材料、刀具材料和结构确定后，切削速度就成为影响刀具耐用度的最主要因素，过低或过高的切削速度都会使刀具耐用度急剧下降。在模具加工，尤其是模具的精加工时，应尽量避免中途换刀，以得到较高的加工质量，因此应结合刀具耐用度认真选择切削速度。 2.进给速度与刀具切入进给速度 进给速度的选择直接影响着模具零件的加工精度和表面粗糙度，其计算公式为F=nzf，式中n为主轴转速（r/min），z为铣刀齿数，f为每齿进给量(mm/齿)。每齿进给量的选取取决于工件材料的力学性能、刀具材料和铣刀结构。工件的硬度和强度越高，每齿进给量越小；硬质合金铣刀比同类高速钢铣刀每齿进给量要高；当加工精度和表面粗糙度要求较高时，应选择较低的进给量；刀具切入进给速度应小于切削进给速度。 3.吃刀量 吃刀量的大小主要受机床、工件和刀具刚度的限制，其选择原则是在满足工艺要求和工艺系统刚度许可的条件下，选用尽可能大的吃刀量，以提高加工效率。为保证加工精度和表面粗糙度，应留0.20.5mm的精加工余量。在粗加工时，余量的切除往往采用层切的方法，在CAM编程时，需要设置每层切削深度和最大步距宽度，而实际步距往往与工件形状有关。 在精加工时，吃刀量的选择与表面粗糙度有关，CAM软件中通常提供有两种参数控制表面粗糙度：步距宽度（Stepover）和残留高度(Scallop)。采用步距宽度控制表面粗糙度时，步距宽度越小，表面粗糙度越小，但加工路径和加工时间会大大延长，因此步距宽度不宜设置得太小，在实践中可以通过改变半精加工和精加工走刀路径的方法（二者成正交关系）改善表面质量；采用残留高度控制表面粗糙度时，步距宽度会依据工件形状自动调整1. 外型加工(Contour) 一般选用平铣刀或圆鼻刀. 启用导引入/引出功能, 并注意不能与工件装夹位置发生冲突. 粗加工时其平面进刀量可达刀具直径的75%其深度进刀量与刀具直径有关。深度进刀量参考:刀具直径/mm 12进刀深度/mm 0.1 0.10.20.10.4 0.20.5 0.30.8 0.51 122.挖槽加工: 启用螺旋线下刀功能，避免直接下刀。,避免过多空走刀,最好每层走一次精刀.3.曲面粗加工(Surface-rough)是模具加工中的关键环节。加工公差为0.050.25粗加工与流量一般为0.20.5 参考范围:刀具直径/mm 12 35 610 1220 20刀具进给速度/mm*min-1 50200 200500 5001000 10002000 200300刀具转速/r*mim-1 300030005000 25002000 15002000100015004. 曲面精加工曲面精加工一般选用球刀, 常用加工公差为0.0050.025，进刀量为0.10.5，进給率为3005001.切削速度的計算c(*) Vc：線速度(m/min)