摘要:21世纪,有很多新兴科技都在高速发展,而数控机床便是其中一个比较热门的话题。它取代了传统车床的加工模式,大大地降低了人工操作的模式,结合了计算机使生产更加方便。虽然数控机床如今在工业生产上已经开始大规模的使用,但是还是有很多问题出现,比如产品的加工质量不过关、生产效率低、加工成本高等问题。特别是在高铁动车的零件制作当中,许多重要且精密的零件是不能有误差的,而这些问题都与切削参数有关,如果在加工时切削参数选择得合适,那么便可以解决许多数控机床加工方面的问题。
关键词:数控铣削;切削参数;高铁动车
引言:
高铁动车如今是人们出行的主要交通方式,它的发明使人类的生活水平有了很大的提升。而在其重要零件的生产中数控机床是最重要的部分。在数控铣削时,如何选择切削参数是工作人员一个特别困难的问题,就算是很多工龄较长的工作人员也不能保证选择的参数是否合适,更何况刚从事数控加工这一工作的工作人员。如果选择了正确的切削参数,那么得到的工件在质量上会有很明显的提升、机床的功率与生产效率是大大提高并且刀具的磨损更会大幅度的降低。
一、切削参数的基本内容
1、切削速度
切削速度是指利用数控机床铣削加工时,刀具切削刃上的切削点和工件运动方向上的瞬时速度。切削速度的选择合适与否直接关系到产品的质量、刀具的使用寿命。而在高铁动车的工件生产上,大多数都是选择高速切削的方式,在这种加工方式中,工件和刀具表面因为摩擦而产生的热量会被工件的加工废渣带出,所以这种方式能够降低刀具与工件表面的加工温度,使得工件的质量以及刀具的使用寿命都能有效的提高。
2、进给量
进给量也就是进给速度,指的是主轴每转动一圈时,刀具对工件在主轴轴线上的相对移动距离。在传统的数控机床加工时,进给量受切削速度与工件自身刚性的限制很大。但是在如今数控机床出现后,高铁动车的大多数零件加工都采用的是高速切削的方式。在这种切削方式下,因为切削速度的提高反而使切削时的热量与切削力降低,所以基本上都是选择较大的进给速度。但是进给速度也不能一味的增高,如果工件自身的刚性不合适,那么太高的进给速度会影响产品的表面粗糙度,会使产品的质量降低。有时候也会因为太高的进给速度使得刀具的刀刃发生磨损。
3、背吃刀量
背吃刀量也称作切削深度,指的是在工件加工时,垂直于进给速度方向的切削层的最大尺寸。在数控机床加工时,零件自身含有内应力。随着零件材料的不断铣削,其内分布的内应力便会发生无规律的转化。当被释放出的内应力超出了工件的承受范围时便会发生变形。所以在加工时不同的背吃刀量会引起材料不同程度上的变形,当然不是背吃刀量越小越好,因为背吃刀量太小会使机床的生产效率变得极低。由此可见,在加工时应该选择合适的背吃刀量。不过如果在切削时能够提高刀具的锋利程度,也可以在一定程度上降低因为切削产生的内应力。
二、切削参数选择的原则
1、切削速度的选择
在加工过程中,切削速度的确定主要是根据:Vc=πDN/1000。这个公式,式中π为3.14、D为铣刀直径、N为转速。但是在如何选择切削速度方面可以考虑几个因素:首先应该尽量地避免可能产生残渣的速度范围,因为残渣瘤中会积蓄大量的热量,容易引起产品与刀具表面的损伤;其次在进行断续切削时应该适当的降低切削速度,因为刀具与产品之间的冲击力会变大,所以会产生大量的热量,从而导致产品与刀具的损伤;最后在加工高铁动车中的细长件、大件和薄壁件时,也应该适当的降低切削速度,避免因为过高的热量导致产品变形。
2、进给量的选择
因为限制进给量的因素是工件的刚度和产品的表面粗糙程度,所以在选择进给量时应该特别注意这两点。在加工刚性较差或者是加工刀具硬度不够时,应该选择较小的进给量,以避免工件和刀具的断裂、损害;在粗加工时,可以选择较大的进给量,因为粗加工的产品对表面粗糙度的要求较低,但是在进行精加工时,就应该选择较小的进给量;在加工不锈钢或者是冷硬程度较大的工件时,也应该适当增加进给量,以避免刀刃在冷硬材料上进行加工时,因为切削速度的增大而损伤刀具。
3、背吃刀量的选择
对于背吃刀量的选择主要是根据加工刀具的承受能力和所需要产品的表面粗糙程度和精度所决定的。当工件的表面粗糙程度为3.2~12.5时,需要分为粗铣和半精铣两步进行。粗铣时选择的背吃刀量尽量做到一次性铣去,不过应该给半精铣过程留下0.5~1毫米的工作余量。在工件的表面粗糙程度为12.5~2.5时,如果周铣的加工余量不足5毫米,面铣的加工余量不足6毫米时,一般进行一次粗铣便可以达到加工需求。但是在加工余量大并且刀具与材料硬度不够时,最好进行两次进给。
结束语
现如今我国的高铁动车的发展水平在世界上可以称作一流水平,其中促成这一结果的便是因为我国的高铁动车零件的生产具有很高的质量。通过在数控机床技术的不断发展,在零件的生产上会有稳步地提升,不过数控机床加工是一个由计算机控制的加工过程,工作人员在加工过程中不能够及时准确地判断出哪里出现了问题,所以应该提前做好模拟实验得出最佳的数据与切削参数,这样才能够提高动车零件的产品质量、数控机床加工的效率以及刀具和机床的使用寿命等。
参考文献
[1]刘霞,姚益平.基于切削参数的数控机床加工能耗优化方法研究[J].河南科技,2020(05):73-75.
[2]杨配轻.基于数控加工切削参数优化研究[J].内燃机与配件,2019(02):67-68.
[3]方涛.数控加工切削参数优化分析[J].智库时代,2019(20):285+289.
[4]彭中年.基于数控铣削加工切削参数选择的探讨[J].机械工程师,2014(11):67-68.
[5]梁萍.数控铣削高速加工中切削参数的选择[J].国防制造技术,2012(03):43-45.