赵玉坤(大连理工大学)

　　摘 要

　　近年来，随着航空工业的大力发展，接触到大量难加工材料，这些难加工材料的机械加工问题在一定程度上制约了航空企业切削生产技术的提高。虽然国外刀具制造企业的大量涌入，带来了新的刀具材料及设计理念，使得在机械加工方面原有的落后状态有了很大的改观，但如何在实际加工难加工材料时选择合理的实用化切削参数，仍然是企业迫切解决的问题。

　　切削参数是影响产品加工效率和加工质量的重要因素之一，对于高温合金、钛合金等难加工材料更是如此。长期以来，切削参数一直以经验型数据为主，受人为因素影响大，也难以共享。同时，经验型的切削参数积累过程时间长、成本高，在数控设备全面普及、高速加工数控设备逐步广泛应用的今天，这已经成为制约数控设备应用的环节之一。因此建立自己的实用化切削参数库是解决问题的关键。

　　本文结合航空工厂飞机零件数控加工切削参数进行课题的研究，针对飞机零件常用材料以及典型特征，在数控切削条件下，利用正交试验的方法研究在车削过程中涉及的有关参数问题，着重论述难加工材料切削参数选用及相似材料近似计算等关键技术。在此基础上研究切削参数与零件材质、零件自身工艺性、刀具自身材质及刀具参数之间的关系以及相关参数的计算及选用，通过现场资料、试验资料，同时参考世界和国内比较xx的资料手册、厂家资料、材料技术文件等上百本文献，对上干组资料进行了系统地分析，以及使用现场资料对所列40%的工件材料、30%的刀具材料进行验证，其切削用量参数与计算值相差不超过15%，给定所需切削参数的近似计算方法和参考资料。所做的主要工作如下;

　　(1) 利用现有条件进行可行性试验;

　　(2) 记录试验相关数据，同时查阅相关资料，建立正交表，进行数据分析;

　　(3) 进行理论计算，得出的数据与实际试验(或生产中的数据)进行比较;

　　(4) 进行参数优化，得出结论。

　　通过以上的工作，找到用以提高试验材料加工效率，降低生产成本的切削参数。

　　关键词

　　数控加工;正交试验;参数近似计算;切削参数优化

　　1 绪论

　　1.1课题的提出

　　激烈的市场竞争和{jd0}国防工业的发展对提高切削生产技术的要求日益迫切，世界各国都非常重视切削生产技术的研究，都投入了大量的入力物力。切削加工是机械制造工业的主导加工方法，据专家估计，到世纪末切削加工仍占机械加工量的90%以上，因此提高切削加工的效率和质量仍是机械制造工业的重要课题。

　　随着数控机床、加工中心和柔性制造系统在机械制造中的应用，机械加工的辅助加工时间大大缩短，切削工时在总工时中的比重更加突出，这对于主要完成切削任务的刀具设计、选用、制造和管理要求越来越高，难度也越来越大，刀具费用在生产成本的比重也日趋上升，同时，在加工过程中切削参数的选择及优化对加工效率和质量的影响已是至关重要。刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工

　　中直接利用CAD的设计资料成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。

　　现在许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程接口中提示工艺规划的有关问题，比如刀具选择，加工路径规划，切削用量设定等。编程人员只要设置了有关的参数就可以自动生成NC程序，并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量选择及计算的基本方法，在编程时充分考虑数控加工的特点，本文对数控编程中必须面对的切削用量确定问题进行了探讨，给出了基本材料的切削用量选择依据，并对近似材料参数计算进行修正，给出指导原则。

　　1.2切削参数数据库的发展状况、研究背景及意义

　　工业先进国家早在上世纪七十年代，就先后建立了切削工艺数据库。虽然切削数据库的建立需要涉及广泛的基础技术工作和大量的切削优化试验，其工作内容复杂，工作量大，一般需要几年或者更长时间，但各个国家都非常重视这个具有重要意义的基础技术建设工作。如美国早在1964年就建立了可切削性资料中心，建立了切削加工数据库，大大提高了美国切削加工工艺水平;日本近来也已行业建立了切削数据库，其资料量大，适用性好;而德国建立了大而全的综合性切削数据库。国外航空公司也非常重视切削资料的优化选用，并借助于数控加工切削用量计算工具、数控加工指导文件等推荐切削资料，获得良好的综合效益。

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