铣刀铣削速度的确定.docx

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铣刀铣削速度的确定

加工不锈钢材料铣刀转速300-400（直径30铣刀）

铣刀铣削速度：

Vc=πdn/1000m/mim

其中：

d—刀具外径mmn—刀具转速r/mim

铣刀进给速度：

Vf=znFzmm/s

其中：

Fz—每个刃的进给速度mm/zz—铣刀刃数n—铣刀转速r/mim

背吃刀量—平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。

粗铣时为3mm左右，精铣时为0.3-1mm

侧吃刀量—垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。

铣刀铣削速度m/mim

工件材料

铣刀材料

碳素钢

高速钢

超高速钢

合金钢

碳化钛

碳化钨

铸铁（软）

10-20

15-20

18-25

28-40

75-100

铸铁（硬）

10-15

10-20

18-28

45-60

可锻铸铁

10-15

20-30

25-40

35-45

75-110

低碳钢

10-14

18-28

20-30

45-70

中碳钢

10-15

15-25

18-28

40-60

高碳钢

10-15

12-20

30-45

合金钢

35-80

高速钢

15-25

45-70

各种铣刀进给速度mm/z

工件材料

平铣刀

面铣刀

圆柱铣刀

端铣刀

成形铣刀

高速钢镶刃刀

硬质合金镶刃刀

铸铁

0.2

0.2

0.07

0.05

0.04

0.3

0.1

可锻铸铁

0.2

0.15

0.07

0.05

0.04

0.3

0.09

低碳钢

0.2

0.2

0.07

0.05

0.04

0.3

0.09

中高碳钢

0.15

0.15

0.06

0.04

0.03

0.2

0.08

铸钢

0.15

0.1

0.07

0.05

0.04

0.2

0.08

如何造就数控机床编程高手

要想成为一个数控高手（金属切削类），从大学毕业进工厂起，最起码需要6年以上的时间。

他既要有工程师的理论水平，又要有高级技师的实际经验与动手能力。

第一步：

必须是一个优秀的工艺员。

数控机床集钻、铣、镗、铰、攻丝等工序于一体。

对工艺人员的技术素养要求很高。

数控程序是用计算机语言来表达加工工艺的过程。

工艺是编程的基础。

不懂工艺，绝不能称会编程。

  通过长时间的学习与积累，你应达到以下技术水准和要求：

1、熟悉钻、铣、镗、磨、刨床的结构、工艺特点，

2、熟悉加工材料的性能。

3、扎实的刀具理论基础知识，掌握刀具的常规切削用量等。

4、熟悉本企业的工艺规、准则与各种工艺加工能达到的一般要求，常规零件的工艺路线。

合理的材料消耗与工时定额等。

5、收集一定量的刀具、机床、机械标准的资料。

特别要熟悉数控机床用的刀具系统。

6、熟悉冷却液的选用与维护。

7、对相关工种要有常识性的了解。

比如：

铸造、电加工、热处理等。

8、有较好的夹具基础。

9、了解被加工零件的装配要求、使用要求。

10、有较好的测量技术基础。

第二步：

精通数控编程和计算机软件的应用。

这一点，我觉得比较容易，编程指令也就几十个，各种系统小异。

一般花1-2个月就能非常熟悉。

自动编程软件稍复杂些，需学造型。

但对于cad基础好的人来说，不是难事。

另外，如果是手工编程，解析几何基础也要好！

读书人对这些知识的学习是最适应的。

在实践中，一个好程序的标准是：

1、易懂，有条理，操作者人人都能看懂。

2、一个程序段中指令越少越好，以简单、实用、可靠为目的。

从编程角度对指令的理解，我以为指令也就G00和G01，其他都为辅助指令，是方便编程才设置的。

3、方便调整。

零件加工精度需做微调时最好不用改程序。

比如，刀具磨损了，要调整，只要改刀具偏置表中的长度、半径即可。

4、方便操作。

程序编制要根据机床的操作特点来编，有利于观察、检查、测量、安全等。

例如，同一种零件，同样的加工容，在立式加工中心和卧式加工中心分别加工，程序肯定不一样。

在机械加工中，最简单的方法就是最好的方法。

只要有实践经验的同行，想必都会同意这句话吧！

第三步：

能熟练操作数控机床。

这需要1-2年的学习，操作是讲究手感的，初学者、特别是大学生们，心里明白要怎么干，可手就是不听使唤。

在这过程中要学：

系统的操作方式、夹具的安装、零件基准的找正、对刀、设置零点偏置、设置刀具长度补偿、半径补偿，刀具与刀柄的装、卸，刀具的刃磨、零件的测量（能熟练使用游标卡尺、千分卡、百分表、千分表、径杠杆表）等。

最能表达操作水平的是：

卧式加工中心和大型龙门（动粱、顶梁）加工中心。

操作的练习需要悟性！

有时真有一种“悠然心会，妙处难与君说”的意境！

在数控车间你就静下心来好好练吧！

一般来说，从首件零件的加工到加工精度合格这一过程都是要求数控编程工艺员亲自完成。

你不能熟练操作机床，这一关是过不了的。

第四步：

必须有良好的工装夹具基础和测量技术水平。

我这里把工装夹具与测量技术单列一条是因为：

它对零件加工质量起到与机床精度一样重要的作用，是表达工艺人员水平的标志之一。

整个工艺系统：

机床精度是机床生产厂保证的，刀具与切削参数是刀具商提供的，一般问题都不大，只有工装夹具是工艺人员针对具体零件专门设计的，大凡上数控机床的零件都是有一定难度的，因而往往会出现难于预料的问题，我从事数控机床用户零件切削调试10来年，不要整改的夹具还真没碰上过。

调试时，首件零件加工不合格，一半以上原因是由于夹具的定位、夹压点、夹紧力不合理引起的。

夹具方面的原因分析难度在于只能定性，很难定量。

如对夹具设计、零件装夹没有经验的话，那困难就大了。

在这方面的学习，建议向做精密坐标镗床的高级技师们请教。

精准的测量水平时从事机加工的基本功之一，要能熟练使用游标卡尺、千分卡、百分表、千分表、径杠杆表、卡钳等。

有时零件加工，三坐标测量仪是指望不上的。

必须靠手工测量。

试想，零件都量不准确，哪个领导和工人师傅会信任你？

练好测量技术可要花很长时间哟！

第五步熟悉数控机床。

精通数控机床的维护保养。

所谓熟悉数控机床，应做到：

1、熟悉数控电气元件与控制原理。

能说出电箱里各个元件的名称与作用，能看懂电气原理图。

能根据电气报警号，查出报警容。

2、了解滚珠丝杆的结构、传动原理。

清楚哪些因素对机床精度的影响比较大。

3、了解机床丝杆两端轴承的结构与对机床精度的影响。

4、了解机床的润滑系统（轴承、主轴、各运动副、齿轮箱等），清楚各润滑点的分布。

机床润滑油的牌号与每周或每月油的正常消耗量。

5、了解机床的致冷系统:

切削（水、气）冷却、主轴冷却、电箱冷却等

6、了解机床的主传动结构，每台机床转速与扭矩之间具体数据特性。

7、了解机床导轨副特点：

是线轨还是滑轨，刚性（承载能力）如何？

8、能排除常见操作故障（如：

超极限、刀库刀号出错等）

9、精通机床的各项精度（静态、动态）指标与检测方法。

10、熟悉刀库机构与换刀原理。

以上几条没有3年以上的时间锻炼，恐怕是很难达到要求的。

而且很多企业还不具备学习的条件。

建议多向设备维修部门的师傅请教。

机床的维护保养细节我就不多讲了，各企业都有各自的经验和标准。

第六培养良好的习惯，适应数控加工的特点。

（这一条是我个人所见，是否合理，大家可以讨论。

）

适合数控加工的高手应该是谦逊、严谨，冷静，思维缜密，做事有条理而又有主见的人。

1、一些大型零件的加工，不但加工容多，还有空间三维坐标的转换。

加工轨迹的计算非常复杂和难以确定，如果考虑问题不细致、全面，计算不精确，调试时程序修改越改越乱，出错的概率就大。

“三思而后行”用在这里是最恰当不过的了。

2、零件调试过程是多人合作的过程，其中包括操作工、检验员、夹具设计、夹具装配人员等。

出现问题时，要多征询他们的意见，多做试验，切忌武断下定论。

对出错的员工不要过多责备，要有“慈悲”的心态。

3、数控机床的工作是靠指令来控制的，调试时，在“启动”按钮按下去之前，你必须十分是清楚机床运行的轨迹。

要严谨、细致，千万不能让机床先动了再说。

一旦程序有误或补偿参数不正确，或选错了坐标系。

轻则报废零件，重则出安全事故。

脾气暴糙、做事无头绪，而且屡教不改者是不适应数控机床操作的。

我告诉大家一个事实：

原来我们公司十多位用户调试切削工艺员，都是见多识广、经验老到之辈，可没有哪一个、哪一年不撞断过刀具的。

4、调试加工时出现问题，要冷静，千万不能慌，再出现误操作。

心理素质要好。

5、零件调试多次不合格时，做分析要有条理，给出责任要有依据。

某些相关部门出于各种原因，会给出各种解释，这时你要有主见，记住：

做错一件事不要紧，却不能选错做事的方法。

      以上是我心目中理想的数控编程高手，其实说到底，应该有高级工艺师、高级技师水平的编程员。

数控车床精确对刀方法

本文就是一篇非常实用的文章，文中首先介绍了数控车床常用的“试切对刀法”的原理与对刀思路；接着，介绍了华中世纪星车削数控系统的四种手动试切对刀方法；为改进其对刀精度，根据“自动试切→测量→误差补偿”的思路，设计出了用程序控制的自动试切法，并总结介绍了四种精确对刀方法。

文后还给出了几种对刀的示例程序，可能会对大家有所帮助。

对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。

对刀的准确性决定了零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。

华中世纪星车削系统是华中数控股份公司近年推出的优秀国产数控车削系统，是2004年首届全国数控技能大赛的指定数控车削系统之一。

但遗憾的是，华中公司以往多通过其技术人员口头向用户说明对刀操作，在他们编写的《操作说明书》中却没有提到对刀操作，给用户学习、使用带来不便。

笔者通过实践探索，结合教学、技能考证

培训与加工实践的经验，将该系统的几种快速准确的试切对刀方法予以小结，供大家参考，希望借此对国产数控系统的推广，推动我国数控技能人才的培训尽一点微薄之力。

一、数控车试切对刀法的原理与对刀思路

深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以与提出新的对刀方法都具有指导意义。

对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。

对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。

本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路：

使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T（应用软件版本号为5.30）；以工件右端面中心为程序原点，用G92指令设定工件坐标系；直径编程，程序起点H的工件坐标为（100，50）；刀架上装四把刀：

1号刀为90°外圆粗车刀、2号基准刀为90°外圆精车刀、3号刀为切断刀、4号刀为60°三角螺纹刀（全文所举实例均与此相同）。

基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器（CRT）显示试切点A的X、Z机床坐标→推出程序原点O的机床坐标→推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。

根据A点与O点的机床坐标的关系：

XO=XA－Φd，ZO=ZA，可以推出程序原点O的机床坐标。

再根据H相对于O点的工件坐标为（100,50），最后推出H点的机床坐标：

XH=100－Φd，ZH=ZA+50。

这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。

由于各刀装夹在

刀架的X、Z方向的伸长和位置不同，当非基准刀转位到加工位置时，刀尖位置B相对于A点就有偏置，原来建立的工件坐标系就不再适用了。

此外，每把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损，因此各刀的刀偏置和磨损值需要进行补偿。

获得各刀刀偏置的基本原理是：

各刀均对准工件上某一基准点（如图1的A点或O点），由于CRT显示的机床坐标不同，因此将非基准刀在该点处的机床坐标通过人工计算或系统软件计算减去基准刀在同样点的机床坐标，就得到了各非基准刀的刀偏置。

受多种因素的影响，手动试切对刀法的对刀精度十分有限，将这一阶段的对刀称为粗略对刀。

为得到更加准确的结果，加工前在零件加工余量围设计简单的自动试切程序，通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路，反复修调基准刀的程序起点位置和非基准刀的刀偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求，将这一阶段的对刀称为精确对刀。

由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。

综合这两个阶段的对刀，试切法对刀的基本操作流程如下：

用基准刀手动试切得到对刀基准点的机床坐标→人工计算或自动获得各非基准刀的刀偏置→基准刀处于大概的程序起点位置→基准刀反复调用试切程序，测量尺寸后，以步进或MDI方式移动刀架进行误差补偿，修正其程序起点的位置→非基准刀反复调用试切程序，在原刀偏置的基础上修正刀偏置→基准刀处于准确的程序起点不动。

二、几种粗略对刀方法小结

下述每种方法的对刀准备工作均相同：

在系统MDI功能子菜单下按F2键，进入刀偏表；用▲、

键移动蓝色亮条到各刀对应的刀偏号位置，按F5键；将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、

#0004的X偏置、Z偏置的数据均修改为零，再按下F5键。

1.选定基准刀为标准刀，自动设置刀偏置法：

对刀步骤如下：

（1）用▲、键移动蓝色亮条对准2号基准刀的刀偏号#0002位置处，按F5键设置2号刀为标准刀具，则所在行变成红色亮条。

（2）用基准刀试切工件右端面，记录试切点A的Z机床坐标；试切工件外圆，记录A点的X机床坐标，退刀后停车，测量已切削轴段外径ΦD。

（3）基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回A点，在刀偏表的试切直径和试切长度栏分别输入Φ

D和零。

（4）退刀，选择非基准刀的刀号手动换刀，让各非基准刀的刀尖分别在主轴转动下通过“点动+步进”方式目测对准A点，然后分别在相应刀偏号的试切直径栏和试切长度栏输入ΦD和零，则各非基准刀的刀偏置会在X、Z偏置栏处自动显示。

（5）基准刀重回A点后，MDI运行“G91G00/或G01X[100-ΦD]Z50”，使其处于程序起点位置。

2.将基准刀在对刀基准点处坐标置零，自动显示刀偏置法：

对刀步骤如下：

（1）与前述步骤

（2）相同。

（2）基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回试切点A。

（3）在图4界面按F1键“X轴置零”，按F2键“Z轴置零”，则CRT显示的“相对实际坐标”为（0，0）。

（4）手动换非基准刀，使其刀尖目测对齐A点，这时CRT上显示的“相对实际坐标”的数值，就是该刀相对于基准刀的刀偏置，用▲、键移动蓝色亮条到非基准刀的刀偏号，分别将其记录并输入到相应位置。

（5）与前述步骤（5）相同。

3.多刀试切外圆轴段，人工计算获得刀偏置法：

系统在手动状态下对好1、2、4号刀，并切出一个台阶轴，分别记录各刀切削终点的机床坐标，并测量各段的直径和长度。

换3号切断刀，切一退刀槽，以切断刀的右尖点对刀，记录B点坐标，测量ΦD3和L3。

获得了上述数据后，根据各刀对应的F、E、D、B点与程序原点O的坐标增量关系，可知基准刀的程序起点的机床坐标为（X2-ΦD2+100，Z2-L2+50）；而且可以推出各非基准刀对应程序原点的机床坐标并通过人工计算获得刀偏置，将记录值和计算值填入相应空格处。

这里要注意：

试切长度是指工件坐标零点至试切终点之间Z方向的有向距离，按坐标轴方向确定正、负方向。

此法试切过程简单，省去了目测对齐试切点的步骤，但刀偏置需要人工计算获得。

如果将含计算公式的计算表打印出来，数值填入其对应空格计算，就能很快算出刀偏置。

4.世纪星车削数控系统，多刀自动对刀法：

上述对刀方法均为相对刀偏法。

HNC-21T经过专业人员进行参数的设定和系统调试，还可以让用户选择“绝对刀偏法”对刀。

绝对刀偏法在加工程序编制上与前述相对刀偏法略有不同，不必要用G92或G54建立工件坐标系，也不用取消刀补。

其对刀步骤如下：

系统回零后，让各刀分别手动试切一圆柱段，测量直径与长度尺寸后，填入在各刀对应刀偏号的试切直径于试切长度栏，依据在“多刀试切外圆轴段，人工计算获得刀偏置法”中讲述的原理，系统软件能自动算出各刀对应程序原点的机床坐标，从而达到自动对刀的目的。

这种对刀方法最快捷，特别适合于工业生产。

三、几种精确对刀方法小结

精确对刀阶段总的思路是“自动试切→测量→误差补偿”。

误差补偿分两种情况：

对于基准刀MDI运行或步进移动刀架补偿其程序起点位置；对于非基准刀补偿其刀偏置或磨损值。

1.基准刀修正程序起点位置后，再单独修调各非基准刀刀偏置法：

对刀步骤如下：

（1）基准刀处于粗略对刀后的程序起点位置，将各非基准刀刀偏置输入到刀偏表的相应位置。

（2）调用加工ΦD2×L2的程序试切。

（3）测量切削轴段的直径与长度，与程序指令值比较，求出误差。

（4）步进移动或MDI运行误差值，修调程序起点位置。

（5）根据测量尺寸，动态修改程序下划线的指令数值并保存程序，重复步骤

（2）、（3），直至基准刀程序起点被修正在精度允许围为止，记录修正后程序起点的机床坐标并将坐标置零。

（6）分别调用O1001（1、4号刀）、O1002（3号刀）程序试切，测量各段直径ΦDi和长度Li（i=1，

4，3）。

（7）进行误差补偿。

（8）重复步骤（6）至步骤（7），直至加工误差在精度围，基准刀停在程序起点位置不再移动。

2.各刀分别修调程序起点位置法此法的对刀原理为：

各刀均修正其程序起点位置，从而间接保证对准同一程序原点位置。

对刀步骤如下：

（1）基准刀处于粗略对刀后的程序起点位置，且将各非基准刀刀偏置记录后均修改为零。

（2）至（5）步与第一种精确对刀方法的同序号的对刀步骤相同。

（6）分别换非基准刀，把粗略对刀记录的刀偏置当作非基准刀程序起点的相对坐标，调用程序试切，分别测量各段直径ΦDi和长度Li（i=1，4，3），与程序指令值比较，求出差值。

（7）步进移动或MDI运行刀架进行误差补偿，分别修调各非基准刀的程序起点位置。

（8）重复步骤（6）和（7），直至各非基准刀程序起点的位置在精度允许围为止。

（9）将CRT显示的相对坐标当作新刀偏置，输入到刀偏表的对应刀偏号的X、Z偏置栏。

此法简单方便，修正的刀偏置直接由CRT显示的机床相对坐标得到，避免了人工计算的失误，对刀精度较高。

3.修调基准刀程序起点位置后，再同时修调全部非基准刀刀偏置法：

此方法与第一种精确对刀方法基本相同，唯一不同之处在于步骤（7）中调用的程序是同时调用了三把刀加工的程序，其余步骤相同。

4.四把刀同时修调法：

如果采用相对刀偏法粗略对刀，先将得到的各非基准刀的刀偏置输入到刀偏表的相应位置，运行四把刀加工的程序，分别测量各段直径ΦDi和长度Li（i=2，1，4，3），求出加工误差。

对基准刀，以MDI运行或步进移动刀架补偿误差值，修调程序起点位置；对非基准刀，一方面在原刀偏置的基础上修正刀偏置，将新的刀偏置重新输入到刀偏表的X、Z偏置栏；另一方面还应将基准刀的加工误差填入到该行的磨损栏。

如果采用绝对刀偏法粗略对刀，调用O1005程序试切，将各刀的加工误差补偿在其对应刀偏号的磨损栏。

四、完毕语

上述各种对刀方法，所有方法均已通过实践验证。

教学实践说明，这些方法简便、实用、有效，能满足数控车技能考证和工业生产的精

度要求。

在粗、精对刀的多种方法中，从保证对刀精度并兼顾对刀效率考虑，笔者推荐采用“多刀自动对刀法+四把刀同时修调法”或“基准刀在对刀基准点处坐标

置零，自动显示刀偏置法+各刀分别修调程序起点位置法”或“基准刀在对刀基准点处坐标置零，自动显示刀偏置法+修调基准刀程序起点位置后，再同时修调全部非基准刀刀偏置法”的组合方案。

文中的对刀思路，不仅适合教学型数控车床，也适合生产型数控车床，不仅适合于华中数控系统也适合于其他数控系统，具有一定

的推广价值。