【文章內(nèi)容簡介】 之間的相對運動速度；切削深度表示在垂直于切削速度與進給方向所組成的平面內(nèi)測量的車刀與工件的接觸量；進給量有3種表示方法：① 每分鐘進給量。表示每分鐘內(nèi)工件與刀具之間的相對位移量。② 每轉或每行程進給量。表示每轉或每次往復行程中工件與刀具間沿進給方向的相對位移量。③ 每齒進給量。表示多齒刀具相鄰兩齒與工件接觸的時間間隔內(nèi)，工件與刀具的相對位移量。圖11 切削用量參數(shù)正確選擇切削用量對于保證加工質量、提高加工效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩），在保證質量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。制定切削用量時，應該考慮的要素有如下幾點：（1）切削加工生產(chǎn)率。在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素（切削深度、進給量、切削速度）均保持線性關系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍，然而由于刀具壽命的制約，當任一參數(shù)增大時，其他兩參數(shù)必須減小。因此，在制定切削用量時，三要素獲得最佳組合時的高生產(chǎn)率才是合理的。（2）刀具壽命。切削用量三要素對刀具壽命影響的大小，按順序為切削速度、進給量、切削深度。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時，首先應采用盡可能大的背吃刀量，然后再選用大的進給量，最后求出切削速度。（3）加工表面粗糙度。精加工時，增大進給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。除此之外，還要考慮刀具和工件的材料、機床功率、機床、機床夾具、工件和刀具系統(tǒng)的剛度以及斷屑、排屑條件等。切削用量的制定一般有著固定的程序，其制定步驟如圖12所示。圖12 切削用量制定步驟在實際生產(chǎn)加工中，為了提高生產(chǎn)效率，會盡可能提高切削用量。一般提高切削用量的途徑有：采用切削性能更好的新型刀具材料；在保證工件機械性能的前提下，改善工件材料加工性；改善冷卻潤滑條件；改進刀具結構，提高刀具制造質量。2．進/退刀控制在數(shù)控銑削中，由于其控制方式的加強，與普通銑床只能手工控制相比有很大的差別，在進刀時可以采取更加合理的方式以達到最佳的切削狀態(tài)。切削前的進刀方式有兩種形式，一種是垂直方向進刀（常稱為下刀）和退刀，另一種是水平方向進刀和退刀，對于數(shù)控加工來說，這兩個方向的進刀都與普通銑削加工不同。（1）垂直進/退刀方式。在普通銑床上加工一個封閉的型腔零件時，一般都會分成兩個工序，先預鉆一個孔，再用立銑刀切削。在數(shù)控加工中，數(shù)控編程軟件通常有3種垂直進刀的方式，一種是垂直向下進刀，一種是斜線軌跡進刀，一種是螺旋式軌跡進刀，如圖13所示。（2）水平方向進/退刀方式。為了改善銑刀開始接觸工件和離開工件表面時的狀況，一般的數(shù)控系統(tǒng)都設置了刀具接近工件和離開工件表面時的特殊運行軌跡，以避免刀具直接與工件表面相撞并保護已加工表面。比較常用的方式有兩種，即直線（法向）進/退刀方式與圓?。ㄇ邢颍┻M/退刀方式，分別需要設定進刀線長度和進刀圓弧半徑，如圖14所示。圓弧進/退刀以被加工表面相切的圓弧方式接觸和退出工件表面，如圖14（a）所示。圖中的切入軌跡是以圓弧方式與被加工表面相切的，退出時也是以一個圓弧離開工件的。直線進/退刀是以被加工表面法線方向進入接觸和退出工件表面，如圖14（b）所示，圖中的切入和退出軌跡是與被加工表面相垂直（法向）的一段直線。此方式相對軌跡較短，適用于表面要求不高的情況，常在粗加工或半精加工中使用。圖14 水平進/退刀方式對刀具進刀方式的合理選擇和參數(shù)的精確選定，可以使數(shù)控加工有更高的效率，并保持機床和刀具的最佳使用狀態(tài)，從而延長刀具的壽命，同時提高加工的精確度。3．提刀高度與安全高度安全高度，顧名思義，就是在加工過程中不會損壞加工工具和零件的高度。在切削過程中，要達到“安全”的高度，刀具在轉移位置時將退到這一高度再走刀至下一位置。圖15給出了加工過程中各個高度之間的關系。不難看到，起止高度作為進退刀的初始高度必須大于或等于安全高度。而提刀高度也叫做安全高度，各高度之間的關系如圖15所示。圖15 各高度之間關系加工過程中，當?shù)毒咴趦牲c間移動并不進行切削時，若設定為抬刀，刀具將首先提到安全平面，再移動刀具；若不設定抬刀，刀具就會直接在兩點間移動。直接移動固然可以節(jié)約時間，但是必須注意安全，確保在移動過程中不與凸出部位發(fā)生碰撞或干涉。在粗加工時，對較大面積的加工，通常建議抬刀，以確保安全；在精加工時，為加快加工速度，常常不抬刀切削。4．刀具半徑補償與長度補償用銑刀銑削工件的輪廓時，刀具中心的運動軌跡并不是加工工件的實際輪廓。如圖16所示，加工內(nèi)輪廓時，刀具中心要向工件的內(nèi)側偏移一定距離；而加工外輪廓時，刀具中心要向工件的外側偏移一定距離。由于數(shù)控系統(tǒng)控制的是刀心軌跡，因此編程時要根據(jù)零件輪廓尺寸計算出刀心軌跡。零件輪廓可能需要粗銑、半精銑和精銑3個步驟，由于每個步驟加工余量不同，因此它們都有相應的刀心軌跡。另外，刀具磨損后，也需要重新計算刀心軌跡，這樣勢必增加編程的復雜性。為了解決這個問題，數(shù)控系統(tǒng)中專門設計了若干存儲單元，用于存放各個工步的加工余量及刀具磨損量。數(shù)控編程時，只需依照刀具半徑值編寫其刀心軌跡。加工余量和刀具磨損引起的刀心軌跡變化由系統(tǒng)自動計算，進而生成數(shù)控程序；進一步地，如果將刀具半徑值也寄存在存儲單元中，就可使編程工作簡化成只按零件尺寸編程，這樣既簡化了編程計算，又增加了程序的可讀性。 圖16 刀具半徑補償另外，需要說明的是，刀具半徑補償不是由編程人員來完成的。編程人員在程序中只需指明何處進行刀具半徑補償、進行左刀補還是右刀補，并指定刀具半徑，刀具半徑補償?shù)木唧w工作由數(shù)控系統(tǒng)中的刀具半徑補償功能來完成。根據(jù)ISO規(guī)定，當?shù)毒咧行能壽E在程序規(guī)定的前進方向的右邊時稱為右刀補，用G42表示；反之稱為左刀補，用G41表示。刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程分為刀補建立、刀補進行和刀補撤銷3個步驟：（1）刀補建立，即刀具以起刀點接近工件，由刀補方向G41/G42決定刀具中心軌跡在原來的編程軌跡基礎上是伸長還是縮短了一個刀具半徑值。（2）刀補進行，一旦刀補建立則一直維持，直至被取消。在刀補進行期間，刀具中心軌跡始終偏離編程軌跡一個刀具半徑值的距離。在轉接處，采用了伸長、縮短和插入3種直線過渡方式。（3）刀補撤銷，即刀具撤離工件，回到起刀點。和建立刀具補償一樣，刀具中心軌跡也要比編程軌跡伸長或縮短一個刀具半徑值的距離。在數(shù)控機床上加工直徑、深度不同的孔時，一般采用加工中心進行加工。在實際加工過程中，要加工不同直徑的孔，需通過換刀指令選擇不同的刀具，這就使刀具的長度發(fā)生變