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摘 要：切削用量不但是数控机床加工前必须要调整的重要参数，其数值选择是否合理与加工质量、加工效率和生产成本有着密切的联系。因此，合理选择切削参数对于提高加工零件质量，缩短加工时间，提升加工效率，提高制造型企业经济效益及生产水平具有重要的现实意义，值得深入探讨和研究。
关键词：数控机床；车削加工；参数
在数控机床车削加工实践中，合理确定切削参数，能够保障加工零件的质量，提高数控机床及切削刀具的使用寿命，最大限度地提升切削加工效率。增加数控机床的进给量和切削速度，能够减少切削零件所需时间，但同时数控机床的切削刀具寿命会明显缩短，加工零件的表面质量也会有所下降。因此，合理确定数控机床车削加工参数，是提升加工效率，获得较高经济效益的重要途径，值得深入探讨。
1、为什么要合理确定数控加工切削用量
现代数控机床随着广泛的应用，电子计算机相关技术越来越多地与之相融合，特别是随着CAD/CAM技术快速发展，很多CAD/CAM软件均提供了自动编程功能，不仅提供了各种各样加工方式方法，采用不同的加工方式对加工过程当中的切削用量数值也会产生一定影响。此外，近年高速切削的兴起，针对工件金属材料不同，在切削速度达到某个特定值时，切削温度不升反降的特点，使数控加工产品质量得到改善，还大幅度地提高了生产效率。通过上述分析可以发现，在数控机床加工中，切削用量的合理选择其实并不容易。所说的“合理选择”，是指对现有条件充分利用（包括：机床扭矩、功率等动力性能；刀具切削的耐磨性和硬度性能）的基础上，在达到要求加工质量的前提下，尽量减少加工时间，从而获取较高生产率的同时，加工成本最低化所需的切削用量。对于数控机床的切削加工而言，切削用量的三要素联系十分密切，改变任一参数均可能会致使其它参数发生变化。例如，增大切削用量时，相应地就需增加刀刃的负荷；若增加切削热，则刀具磨损随之加快，进而还会提升加工成本、限制加工速度。因此，实践中绝非只用计算公式得出一个数值使用这么简单，而需以实践加工生产经验为依据，综合考虑计算数值和经验数值，才能使切削用量更加合理，才能在付出较低加工成本的同时，获得较高的生产效率和效益。通过近年来数控技术的高速发展，切削用量的选用应以最大限度地降低加工成本，获取较高经济效益，同时使加工产品的生产效率和质量进一步提升为目标。
2、数控机床车削加工中刀具几何参数如何确定
作为刀具几何参数重要组成部分之一，刀具几何角度对数控机床车削过程中的切削力大小、切削功率和切削温度会产生直接影响，更事关数控机床刀头、刀刃强度、工作磨损状况和散热体积，还对刀具刃形和切削图形产生较大影响，甚至还会影响切屑流出的方向，而对机床工作切入切出平稳性和切削刃锋利程度产生一定影响。实践表明，在切削条件不同的情况下，应选择与之对应的刀具几何角度，方能获得较佳的加工效果和加工效率。以刀具前角参数的确定为例，在选择前角时，保证切削刃的锋利是前提，还应适当兼顾切削刃保持足够的强度。实践中，在确保零件加工质量前提下，通常参数的选择应使刀具达到最高使用寿命为原则确定。而作为一个相对的概念，切削刃是否具备足够的强度，与加工零件材料及刀具材料物理性能有关，还与加工条件关系紧密。基于以上认知，合理选择前角参数应采取以下原则：一是，加工塑性材料时宜取较大前角，而加工脆性材料时则宜取较小前角；二是，粗加工时可取较小前角，而精加工时，则宜取较大前角；三是，当加工零件的材料硬度、强度相对较低时，前角可取较大参数，反之，则应取较小前角；四是，刀具材料抗弯强度及冲击韧性相对较低时，宜取较小前角，如，硬质合金刀具合理前角可较陶瓷刀具大，而高速钢刀具合理前角则较硬质合金刀具大；五是，在机床功率较小或工艺系统刚性较差时，可选取较大前角参数，以尽量减小切削力与振动带来的影响。当然，在生产实践中，为确保刀具工作稳定性，数控机床车削加工时刀具前角通常不宜过大。
3、数控机床车削加工中切削参数的合理确定
使用数控机床进行车削加工，在选择数控编程时即应确定切削参数，合理的参数应当能够最大限度地保障零件加工质量，提高刀具的使用寿命，使数控机床能力得到充分发挥，提升刀具切削性能，且能以较低生产成本获得较高生产效率。
3.1切削参数首先要确定的是主轴转速
确定合理的主轴转速才能形成加工所需的恰当切削速度，因此，主轴转速应当以零件加工所要求的切削速度及棒料直径为依据来予以确定。从生产实践中可以发现，除了螺纹加工之外，数控机床车削加工的主轴转速和普通车削加工大致相同，只需考虑零件加工部位直径，并依照加工零件及刀具材料等外部条件允许的切削速度进行确定即可。
此外，适当对车床刚性规格差异加以考虑，在数控机床能够承受的转速范围内，尽量选择接近最大转速的数值来确定。在数控机床的数控系统控制板上通常会备有主轴转速的倍率开关，可于加工过程当中按整倍数调整主轴转速。需要注意的是：在切削过程是干式切削时，应选取相对更小一些的主轴转速，这个参数一般取有切削液状态下主轴转速的70%～80%为宜。
3.2切削进给速度参数的合理确定
在单位的时间内，刀具顺进给力方向所移动距离即为进给速度，其单位通常为mm/min，也有个别数控机床用每转进给量（mm/r）来表示进给速度，通常车削进给速度的确定原则如下：首先，在零件加工精度及表面粗糙度等质量要求可以保障的前提下，应尽量选择高进给速度，以提升生产效率；其次，使用高速钢刀具车削，或是车削深孔、进行切断操作时，进给速度应当选择相对较低的数值；再次，在刀具空行程，尤其是远距离回零时，应尽量设定更高的进给速度；最后，进给速度这一参数的选择，必须要与数控机床零件加工时的切削深度及主轴转速相适应。
3.3切削深度参数的合理确定
确定切削深度参数，应当综合考虑多方向因素的影响。通常应对数控车床、刀具、夾具、零件组成工艺系统刚度、零件表面精度、粗糙度等因素分别进行分析方可确定。在条件允许的情况下，应当尽量选择相对较大的切削深度参数，以通过减少走刀次数，实现提升加工效率的目的。在零件加工精度及表面粗糙度的要求相对较高时，可考虑留出精加工余量。精加工余量通常较普通车削的余量要小，一般取0.1～0.3mm为宜。
此外，根据实践生产经验，通常情况下加工表面的粗糙度值为Ra12.5时，只需一次粗加工即可达到要求。当然，若数控机床的刚度较差、余量过大或是动力不足时，也可分多次完成切削加工过程；在表面粗糙度的要求在Ra1.0～1.6之间时，通常可采用较小切削量来完成精加工。
需要注意的是：吃刀量与数控加工生产率是成正比的，在零件加工工艺及车床、刀具、夹具刚性允许的情况下，应尽量设置更大的吃刀量。在粗加工外，因刀具的加工余量通常不大，一般还需使用精加工工序，吃刀量是指粗加工或半精加工之后留给精加工的余量。余量过多，则刀具易磨损，进而给加工零件的表面质量带来不利影响；余量过少，则不能消除上粗加工留下的刀路痕迹，对加工零件的表面质量同样会产生不良影响。
结语：
在数控机床车削加工中，对相关参数进行正确合理选择，能够切实提升加工零件的质量，避免了可能发生的加工中刀具颤振、加工零件的变形过大等问题。在切削参数实践选择中发现，切深与进给率的增减应适宜，否则容易引起切削力及主轴功率利用率增幅过大，却没有提升零件表面加工质量的问题。
参考文献
[1]薛志恒.模具零件数控车削加工工艺分析研究[J].硅谷，2012，02：83.
[2]顾海明.探讨数控车削加工中的试切对刀法[J].科技资讯，2012，11：81.
[3]邓超，吴军，毛宽民，熊尧.面向大型数控机床的工艺可靠性评估[J].计算机集成制造系统.2010（10）.
[4]杨丽敏.国内外重型数控机床的技术对比与发展[J].金属加工（冷加工）.2010（07）
[5]沈浩，谢黎明，韩莹.数控车削中切削用量的多目标优化[J].兰州理工大学学报.2005（05）
[6]秦建华，李智.改进型粒子群算法在数控加工切削参数优化中的应用[J].组合机床与自动化加工技术.2005（05）.
关键词：数控机床；车削加工；参数
在数控机床车削加工实践中，合理确定切削参数，能够保障加工零件的质量，提高数控机床及切削刀具的使用寿命，最大限度地提升切削加工效率。增加数控机床的进给量和切削速度，能够减少切削零件所需时间，但同时数控机床的切削刀具寿命会明显缩短，加工零件的表面质量也会有所下降。因此，合理确定数控机床车削加工参数，是提升加工效率，获得较高经济效益的重要途径，值得深入探讨。
1、为什么要合理确定数控加工切削用量
现代数控机床随着广泛的应用，电子计算机相关技术越来越多地与之相融合，特别是随着CAD/CAM技术快速发展，很多CAD/CAM软件均提供了自动编程功能，不仅提供了各种各样加工方式方法，采用不同的加工方式对加工过程当中的切削用量数值也会产生一定影响。此外，近年高速切削的兴起，针对工件金属材料不同，在切削速度达到某个特定值时，切削温度不升反降的特点，使数控加工产品质量得到改善，还大幅度地提高了生产效率。通过上述分析可以发现，在数控机床加工中，切削用量的合理选择其实并不容易。所说的“合理选择”，是指对现有条件充分利用（包括：机床扭矩、功率等动力性能；刀具切削的耐磨性和硬度性能）的基础上，在达到要求加工质量的前提下，尽量减少加工时间，从而获取较高生产率的同时，加工成本最低化所需的切削用量。对于数控机床的切削加工而言，切削用量的三要素联系十分密切，改变任一参数均可能会致使其它参数发生变化。例如，增大切削用量时，相应地就需增加刀刃的负荷；若增加切削热，则刀具磨损随之加快，进而还会提升加工成本、限制加工速度。因此，实践中绝非只用计算公式得出一个数值使用这么简单，而需以实践加工生产经验为依据，综合考虑计算数值和经验数值，才能使切削用量更加合理，才能在付出较低加工成本的同时，获得较高的生产效率和效益。通过近年来数控技术的高速发展，切削用量的选用应以最大限度地降低加工成本，获取较高经济效益，同时使加工产品的生产效率和质量进一步提升为目标。
2、数控机床车削加工中刀具几何参数如何确定
作为刀具几何参数重要组成部分之一，刀具几何角度对数控机床车削过程中的切削力大小、切削功率和切削温度会产生直接影响，更事关数控机床刀头、刀刃强度、工作磨损状况和散热体积，还对刀具刃形和切削图形产生较大影响，甚至还会影响切屑流出的方向，而对机床工作切入切出平稳性和切削刃锋利程度产生一定影响。实践表明，在切削条件不同的情况下，应选择与之对应的刀具几何角度，方能获得较佳的加工效果和加工效率。以刀具前角参数的确定为例，在选择前角时，保证切削刃的锋利是前提，还应适当兼顾切削刃保持足够的强度。实践中，在确保零件加工质量前提下，通常参数的选择应使刀具达到最高使用寿命为原则确定。而作为一个相对的概念，切削刃是否具备足够的强度，与加工零件材料及刀具材料物理性能有关，还与加工条件关系紧密。基于以上认知，合理选择前角参数应采取以下原则：一是，加工塑性材料时宜取较大前角，而加工脆性材料时则宜取较小前角；二是，粗加工时可取较小前角，而精加工时，则宜取较大前角；三是，当加工零件的材料硬度、强度相对较低时，前角可取较大参数，反之，则应取较小前角；四是，刀具材料抗弯强度及冲击韧性相对较低时，宜取较小前角，如，硬质合金刀具合理前角可较陶瓷刀具大，而高速钢刀具合理前角则较硬质合金刀具大；五是，在机床功率较小或工艺系统刚性较差时，可选取较大前角参数，以尽量减小切削力与振动带来的影响。当然，在生产实践中，为确保刀具工作稳定性，数控机床车削加工时刀具前角通常不宜过大。
3、数控机床车削加工中切削参数的合理确定
使用数控机床进行车削加工，在选择数控编程时即应确定切削参数，合理的参数应当能够最大限度地保障零件加工质量，提高刀具的使用寿命，使数控机床能力得到充分发挥，提升刀具切削性能，且能以较低生产成本获得较高生产效率。
3.1切削参数首先要确定的是主轴转速
确定合理的主轴转速才能形成加工所需的恰当切削速度，因此，主轴转速应当以零件加工所要求的切削速度及棒料直径为依据来予以确定。从生产实践中可以发现，除了螺纹加工之外，数控机床车削加工的主轴转速和普通车削加工大致相同，只需考虑零件加工部位直径，并依照加工零件及刀具材料等外部条件允许的切削速度进行确定即可。
此外，适当对车床刚性规格差异加以考虑，在数控机床能够承受的转速范围内，尽量选择接近最大转速的数值来确定。在数控机床的数控系统控制板上通常会备有主轴转速的倍率开关，可于加工过程当中按整倍数调整主轴转速。需要注意的是：在切削过程是干式切削时，应选取相对更小一些的主轴转速，这个参数一般取有切削液状态下主轴转速的70%～80%为宜。
3.2切削进给速度参数的合理确定
在单位的时间内，刀具顺进给力方向所移动距离即为进给速度，其单位通常为mm/min，也有个别数控机床用每转进给量（mm/r）来表示进给速度，通常车削进给速度的确定原则如下：首先，在零件加工精度及表面粗糙度等质量要求可以保障的前提下，应尽量选择高进给速度，以提升生产效率；其次，使用高速钢刀具车削，或是车削深孔、进行切断操作时，进给速度应当选择相对较低的数值；再次，在刀具空行程，尤其是远距离回零时，应尽量设定更高的进给速度；最后，进给速度这一参数的选择，必须要与数控机床零件加工时的切削深度及主轴转速相适应。
3.3切削深度参数的合理确定
确定切削深度参数，应当综合考虑多方向因素的影响。通常应对数控车床、刀具、夾具、零件组成工艺系统刚度、零件表面精度、粗糙度等因素分别进行分析方可确定。在条件允许的情况下，应当尽量选择相对较大的切削深度参数，以通过减少走刀次数，实现提升加工效率的目的。在零件加工精度及表面粗糙度的要求相对较高时，可考虑留出精加工余量。精加工余量通常较普通车削的余量要小，一般取0.1～0.3mm为宜。
此外，根据实践生产经验，通常情况下加工表面的粗糙度值为Ra12.5时，只需一次粗加工即可达到要求。当然，若数控机床的刚度较差、余量过大或是动力不足时，也可分多次完成切削加工过程；在表面粗糙度的要求在Ra1.0～1.6之间时，通常可采用较小切削量来完成精加工。
需要注意的是：吃刀量与数控加工生产率是成正比的，在零件加工工艺及车床、刀具、夹具刚性允许的情况下，应尽量设置更大的吃刀量。在粗加工外，因刀具的加工余量通常不大，一般还需使用精加工工序，吃刀量是指粗加工或半精加工之后留给精加工的余量。余量过多，则刀具易磨损，进而给加工零件的表面质量带来不利影响；余量过少，则不能消除上粗加工留下的刀路痕迹，对加工零件的表面质量同样会产生不良影响。
结语：
在数控机床车削加工中，对相关参数进行正确合理选择，能够切实提升加工零件的质量，避免了可能发生的加工中刀具颤振、加工零件的变形过大等问题。在切削参数实践选择中发现，切深与进给率的增减应适宜，否则容易引起切削力及主轴功率利用率增幅过大，却没有提升零件表面加工质量的问题。
参考文献
[1]薛志恒.模具零件数控车削加工工艺分析研究[J].硅谷，2012，02：83.
[2]顾海明.探讨数控车削加工中的试切对刀法[J].科技资讯，2012，11：81.
[3]邓超，吴军，毛宽民，熊尧.面向大型数控机床的工艺可靠性评估[J].计算机集成制造系统.2010（10）.
[4]杨丽敏.国内外重型数控机床的技术对比与发展[J].金属加工（冷加工）.2010（07）
[5]沈浩，谢黎明，韩莹.数控车削中切削用量的多目标优化[J].兰州理工大学学报.2005（05）
[6]秦建华，李智.改进型粒子群算法在数控加工切削参数优化中的应用[J].组合机床与自动化加工技术.2005（05）.