田雙喜

(鄭州煤礦機械制造技工學校，河南 鄭州 450007)

1 技工學校數(shù)控實習教學中存在的問題

（1）班級學生數(shù)量過多，在數(shù)控實習教學中，不能保證及時有效地指導學生實踐，既難以保證教學質(zhì)量，又會導致有些實習學生無事可做，串崗、閑聊及其它違紀行為發(fā)生，造成課堂紀律的混亂。此外，數(shù)控加工是高效率的加工，機床的速度很快，老師還要照顧學生和實習設備的安全。因此，教師教學力不從心，必然忽略工藝參數(shù)的教學。

（2）由于技工學校的學生基礎普遍較差，起點水平較低，因此，在教師面對全體學生進行實訓操作的規(guī)范講解時，能較快接受并理解的學生所占比例較小，有不少學生需要一對一的接受指導才能掌握操作要領(lǐng)，但作為教師，很難做到對每個學生都能進行深入的工藝參數(shù)指導。

（3）由于在實習教學投入不足，很多學校采用替代材料。是學生很難真正掌握實際金屬材料加工時候工藝參數(shù)的選擇。

（4）在課堂教學中，老師往往只注重指令編程的講授和學習，在指令的編程中，投入大量教學時間，而對工藝知識的安排顯得相對不足，那么工藝參數(shù)的選擇幾乎不做提及。

在數(shù)控實習教學中，由于班級學生數(shù)量過多、實習設備和師資相對欠缺，技工學校的學生基礎普遍較差、數(shù)控機床實訓操作的特點等原因，是學生在實習中對學習的深度相對不足，致使學生在工藝參數(shù)的選擇不甚了解。所以，在技工學校的教學中，應該加強對工藝參數(shù)的學習，是學生提高技能和操作水平重要內(nèi)容。

2 加強實習教學中對工藝參數(shù)的認識

工藝參數(shù)是數(shù)控切削加工的基本控制量。如工藝參數(shù)選擇不當，不僅難以保證工件加工精度及控制加工成本，而且可能因切削力過大等原因造成機床被迫停機，影響數(shù)控機床效能的正常發(fā)揮。因此，以提高數(shù)控切削加工效率、降低加工成本、獲得高質(zhì)量產(chǎn)品為目的進行的數(shù)控切削加工工藝參數(shù)多目標優(yōu)化研究，對提高數(shù)控加工經(jīng)濟效益具有重要意義。

數(shù)控車削加工的工藝參數(shù)不僅包括主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、背吃刀量等工藝參數(shù)，還包括刀具的選擇，數(shù)控刀具的選擇是數(shù)控加工的重要內(nèi)容。數(shù)控機夾刀具與普通機床所用的刀具相比，主要有以下特點：①剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形??；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間；⑤刀具能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化，標準化，以利于編程和刀具管理。

3 科學技術(shù)化選擇數(shù)控車床刀具

選擇數(shù)控刀具的主要目的是有效提高刀具使用壽命。刀具壽命與切削用量密切相關(guān)，在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，還要考慮刀具成本最低的目標。

（1）刀具的材料及應用。機械加工中被加工材料大多為鋼件，常用的刀具材料主要有硬質(zhì)合金、高速鋼、立方氮化硼(CBN)、金剛石、陶瓷等。在眾多刀具材料中，數(shù)控車床所用硬質(zhì)合金刀片占車刀的95%以上，硬質(zhì)合金分為鎢鈷類(YG)、鎢鈦鈷類(YT)和鎢鈦鉭（鈮）鈷類(YW)。鎢鈷類(YG)硬質(zhì)合金刀具適用于粗加工，鎢鈦鈷類(YT)硬質(zhì)合金刀具適用于精加工，鎢鈦鉭（鈮）鈷類(YW)硬質(zhì)合金適用于加工高溫合金、高錳鋼、不銹鋼以及可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵等難加工材料。

（2）數(shù)控車床車優(yōu)選刀具類型。數(shù)控車床常用的車刀一般分為成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀三類。尖形車刀應結(jié)合數(shù)控車床的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉，但該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。

（3）數(shù)控車床刀具結(jié)構(gòu)的選擇。常用的機夾刀的夾緊形式可分為上壓式、杠桿式和偏心銷、楔塊式等。對機夾刀具的制造精度要求也很高，因為即使微小的誤差，也會使定位機構(gòu)變成承力機構(gòu)，由于切削的加工過程中切削力巨大，就會造成刀具的損壞。機夾刀具的刀片夾持結(jié)構(gòu)及加工精度對于刀具的選擇很重要，粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。

4 實踐經(jīng)驗優(yōu)化合理選擇切削用量

選擇切削用量時，所選取的數(shù)值要在機床給定的切削參數(shù)允許范圍內(nèi)，同時要使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量和進給量三者都能相互適應，形成最佳的切削效果。具體的原則是：粗車時，在考慮加工經(jīng)濟性的前提下以提高生產(chǎn)率為主，半精車和精車時，在保證工件加工精度和表面粗糙度的前提下兼顧提高加工效率。

（1）確定背吃刀量ap。背吃刀量ap=(D-d)/2根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般為 0.2～0.5mm。

（2）確定進給量(進給速度)f。粗加工時，一般切削用量選擇較大，車削時首先應該考慮選擇較大的背吃刀量，其次，選擇較大的進給量，最后才是選擇較高的切削速度。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。精加工時，應盡可能提高切削速度，相應的可以采用較小的進給量，以利于表面質(zhì)量的提高(一般可取0.1～0.2mm/r)。當采用精車外圓表面時，進給量可以達到每轉(zhuǎn)0.1mm，精加工時，加工余量較小，從而切削深度也較小，對于形狀精度較高的表面，應分多次去除余量，這樣可以有效消除殘留的形狀誤差，這一點對于易變形的工件尤其重要。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取；在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選?。划敿庸ぞ?，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選?。坏毒呖招谐虝r，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給量。

（3）確定切削速度 vc，切削速度；Vc=πDn/1000，根據(jù)已知的工件直徑、允許的刀具切削速度來選擇合理的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速的求出公式：n=1000v/πD，式中：vc為切削速度，m/min，由刀具的耐用度決定；n為主軸轉(zhuǎn)速，r/min；D為被加工工件直徑，mm。