数控机床加工中切削用量对加工精度的影响分析
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摘 要：随着我国制造业的不断发展，数控机床被广泛应用在各种加工制造的企业中，对于数控机床的研究可以有效促进制造业的发展。本文中笔者就数控加工中对于切削用量的总体选择原则、造成零件加工误差的因素以及减少误差采取的有效对策进行了详细叙述，希望以此能够提出建设性意见。
关键词：数控机床;加工;切削用量;加工;精度;影响;分析
一、数控加工中对于切削用量的总体选择原则
数控车削加工切削用量是切削过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。切削用量用量的选择，对加工效率、加工成本和质量都有重要的影响。切削用量需要考虑机床、刀具、工件材料和工艺等各个方面因素。当刀具的耐用度一定时，从提高生产率的角度考虑，对于切削用量有一个总原则：首先选择尽量大的被吃刀量，其次选择最大的进给量，最后是选择最大的切削速度。
1、背吃刀量 ap（mm）的选择
背吃刀量 ap 根据加工余量和工艺系统的刚度确定。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap 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。具体选择：粗加工（Ra10～80mm）时，一次进给应切 除 全 部 余 量。在 中 等 功 率 机 床 上，背 吃 刀 量 可 达 8～10mm。半 精 加 工（Ra1.25～10mm）时，背吃刀量为 0.2～0.4mm。在工艺系统刚性不足或毛坯余量很大、或加工余量不均匀时，粗加工分几次进给，前两次进给的背吃刀量尽量取大一些。提高生产率，刀具寿命可选的低一些。一般选取 15～30 分钟。
2、切削宽度 L（mm）
一般 L 与刀具直径 d 成正比，与切削深度成反比。在数控加工中，一般 L 的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。
3、切削速度 Vc（m/min）的选择
根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式计算，
也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或者参考有关切削用量手册选用。在选择切削速度时，还应考虑：应尽量避开积屑瘤产生的区域;断续切削
时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度;在易发生振动的情况下，切削速度应避
开自激振动的临界速度;加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度;加工
带外皮的工件时，应适当降低切削速度;工艺系统刚性差的，应减小切削速度。
4、主轴转速 n（r/min）
主轴转速一般根据切削速度 VC 来选定。计算公式为：n=1000VC/πD 式中，D为工件或刀具直径（mm）。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。
二、造成零件加工误差的因素
在机械加工过程中零件加工必然会有误差，而导致加工产生误差的因素跟多，其中既有人为操作不当引起的误差，也有设备本身的误差，还有加工过程中由于机械和零件产生形变造成的误差。另外由于仪表刻度盘松动或者发生锈蚀也会产生误差，因此在实际加工过程中我们要对误差进行全面分析，将可能产生误差的因素都要考虑进行，采取有效措施来降低零件加工误差。一般来说造成零件误差主要有以下几个因素：
1、量具误差或测量技术误差
在进行零件的测量时一般会用到固定的测量用具，为了避免产生误差，工作人员不仅要对测量的工具进行系统全面的检查，而且还要使用正确的方法来操作量具，例如在使用游标卡尺时要注意尺身上的螺丝钉的松紧度，而使用千分尺时手感对于测量的结果十分重要，另外在读取数据时工作人员的视线是否与测量用具上的刻度线保持对齐的状态，这对于读数准确十分关键。这些误差在日常实践中具有隐蔽性，工作人员稍有马虎就很容易犯这样的错误。
2、刀具角度误差和刀具磨损产生的误差
在利用数控机床进行机械加工时，刀具安装的角度对于零件的加工精度有重要影响。不同角度的刀具不但能够影响对机械零件切削的锋利程度，而且还会影响切削力度、切削保护和切削变形的大小等。而刀具的磨损程度则直接影响零件的加工精度以及表面的粗糙程度等，而且刀具的磨损程度对尺寸精度的影响具有隐蔽性，在安装刀具时要将刀具对准机床的旋转中心。
3、加工工艺系统的热变形引起的误差
数控机床的工艺系统包含机床、工件、刀具以及轴承加工系统的各个部件，通常情况下在加工过程中由于产生热源的原因导致各种工件会引发形变，各个零件的不均匀形变就会导致刀具与工件的相对位置产生误差，从而直接导致加工热变形误差，而这个误差对于机械零件的准确性有较大影响。具体来说，机床在工作过程中会产生大量的热量，从而引起热变形加工误差，耐磨性下降。在加工时对工件产生的切削力也会下降引起误差，而工件受热也会产生变形造成工件的形状误差。因此在实际生产中人们都会采取有效的措施来降低热形变，从而减小这种由于受热产生的变形对切削加工的影响，一般采用切削液、选用合理的加工工艺、改进刀具角度等方法来降低热变形工件产生的加工误差。
三、减少误差采取的有效对策
我们将车削的给进量固定不变，车削的速度设置为较快的时候，吃刀量比较大时工件的表面粗糙度就会很低。但是在加工时我们将切削速度和给进量设置成同等大小时，切削量很小的时候，零件表面的粗糙程度却有明显差别，零件表面会有拉毛或者划痕的损伤，并且还不容易控制尺寸精度，因此我们通过研究发现利用数控机床加工零件时，切削用量对于加工精度的影响十分显著，具体加工时需要对切削用量的选择上加以重视，这样才能提高零件的尺寸精度和降低零件表面的粗糙度[。
四、结语
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控加工程序的编制过程中，要在人机交互状态下合理的确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉数控加工中切削用量的确定原则，结合现场的生产状况，选择出合理的切削用量，从而保证零件的加工質量和加工效率，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。
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