切削用量的优化

86.《机床与液压》2006. No.4 .切削用量的优化罗晓霞(广东省高级技工学校,广东惠州516100 )摘要:针对切削加工在机械制造业中应用最广泛、最大量的情况,本文阐述了优化目标与切削用量之间的联系及规律,提出了优化切削用量的方法及制约优化的因素,列举了应用实例。关键词:切削用量;耐用度;优化中图分类号: TG501.2文献标识码: A文章编号: 1001-3881 ( 2006)4 -086-3On the Optimization in Cutting ConsumptionLUO Xiaoxia( Guangdong Province Senior Technical School，Huizhou Guangdong 516100 , China )Abstract : The relations and rules between the optimized objective and cutting consumption for cutting machining in mechanicalmanufacturing industry were discussed , and the ways of optimizing cutting consumption and the restricting factors of optimizing werebrought forward , and some practical examples were given.Keywords : Cutting consumption ; Durable degree ; Optimization0引言用度。.切削用量的优化,就是寻求一个优化目标的最优1. 1最高生产率耐用度( t, )(合理的)的切削用量组合。因此首先要选择-个优最高生产率耐用度是根据单件工时最短的观点来化的目标。-般选最大生产率、最低成本或最大利润制定的。一个工序所需工时由机动工时、换刀工时和作为优化的目的。此外,常常要从被加工零件的要求其它辅助工时组成,于是完成- -个工序所需的工时I。出发,对被优化的切削用量提出一些限制条件(制为:约条件),如切削力不得超过某一数值 ,工件的表面. 1.=( Lm +e)( nf)+1g/t. L./( nf)+1o(1 )粗糙度不得低于某一等级等等。式中: L.为工件被切削表面的长度( mm);本文从研究切削加工的基本规律入手,找出优化e为刀具切入、切出空行程长度( mm );目标与切削用量之间的联系及规律;考虑及照顾到制n为工件转数( r/min );约条件对切削用量的影响并加于修正,最终优选出切f为进给量( mm/r);削用量的范围。1a为换刀时间( min);切削用量同刀具耐用度有直接的关系,它们之间. t为刀具耐用度( min);的关系可以用泰勒方程定量表示。而刀具耐用度又同to为与1、0无关的辅助时间(min)。.生产效率、加工成本等密切相关。因此可以认为,刀以n=1000v/( πd。),o=A/t" (其中,d.为工件具耐用度是联系切削用量与生产效率、加工成本之间待加工表面直径( mm), m为1- -o关系式中t的指的桥梁。故从切削用量优化的观点分析,应当首先对数,A为1一-o关系式中的常数)代入式(1)。并令.刀具耐用度进行优选。πd, ,/( 10004Af)=k则1刀具耐用度的优化. t.=k( Lm +e )t" +kLm tgt"-1 +t,若简单而直观地分析,似乎是刀具耐用度越高越式(2)中h、Lm. e、t小、t。 都是不随t变化的好,但实际并非如此,因为刀具耐用度同生产效率、常量,1。随u的改变而变化。- -般，在-定的切削速加工成本之间存在着较复杂的关系。如把刀具耐用度度范围内,0..>t。显然低成本(1)机床所允许输出的最大切削功率,机床主允许的切削速度低于高生产率允许的切削速度。生产轴转速范围及可调级数、进给量范围。中常根据最低成本来确定耐用度,而通常在完成紧急中国煤化工加工处的精度和表面.任务或提高生产率对成本影响不大等情况下,也选用粗糙CNMH G最高生产率耐用度。兵时刚度、强反,刀具材料所允许的最2合理切削用量的确定高切削速度,刀具磨损、失效的形式及规律。在优选了耐用度后,就可确定合理的切削用量(4 )切屑的形状及其处理,操作的安全问题。了。切削用量(n、f、a,)与耐用度t之间的关系是此外,结合生产线上的实际情况,也应考虑其它.由泰勒方程表示的,故首先应通过切削试验建立泰勒-些制约条件。88.《机床与液压》2006. No.4 .表1最低生产 成本耐用度数据及计算值切削试验建立t一v关系式得到。劳动和管理费用、工序半精车精车换刀时间、刀杆、刀片价格,磨刀费用等都可取得比工件材料30CrMnSiA较准确的数据(见表1 )。经计算得到二道工序的1。CE7112液压仿形CW6140A普通(见表2 )。机床车床( 10kW )车床( 7kW )表2最低生产成本切削速度的计算值和其它数据YD05五角形机夹可YN01五角形机夹.青车刀片转位刀片574x5|可转位刀片 5400ap/ mm0.70. 3型,内切圆φ22mm型,内切圆φ13mmf/( mnr r1)0.80.2M/(元min~;0. 1140. 101189270Lm/ mm184500. 20. 06e/mm201./ min62. 8107lg/ minv/( m min~' )83208C,/(元把一)4.2合理 切削用量的确定h/(刃把~' )9004000首先由上道工序余量,工件精度和表面粗糙度的G t/(元把-)0.66.0.38要求确定切削深度和进给量,通过切削试验分别建立C./(元片~1)4. 870. 5精车、半精车1一v的关系式，然后将二道工序的t。h;/(刃片-1)4.580.06分别代入1- -o关系式,即可得到各工序的o。值。现.t./min52. 8将各数据及计算结果一并列入表 2。分析生产实际中存在的制约条件,预先有针对性5结束语.地采用-些积极有效的措施。实践证明,在采取一些由于采用了新型硬质合金材料,改进了刀具结对策后,制约切削用量选择的可行区被扩展了,切削构,优化了刀具几何参数,加之以最低生产成本为优用量可以在一个较大的范围内确定,从而能取得较佳化目标对切削用量进行了优化,因而在生产中取得了明显的经济效果。如以年产20万件计算,每道工序的技术经济效果。每年可增产节约万元以上。4切削用 量优化实例我校实习工厂在半精车、精车材料为30CrMnSiA参考文献高强度调质钢的某零件时,选用性能优良的高炭化钛[1]王兴民.钳工工艺学[ M].中国劳动出版社, 1996.添钽(铌)类硬质合金YD05和炭化钛基硬质合金[2]王先逵，机械制造工艺学[ M].机械工业出版社,1995.YN01刀具,取代原生产线上使用的XT30硬质合金[3]许兆丰.车工工艺学[ M].中国劳动出版社, 1996.刀具,并改焊接刀具为机夹刀具。工厂还对机夹刀具[4]郭炽胜,陈秉均.机械制造工程学[M].华南理工的几何参数进行了优化,对可转位刀片均进行刃磨精化。从而使刀具在生产中能稳定地使用,并获得高的作者简介:罗晓霞,女,1974年生,广东兴宁人,讲耐用度。在这个基础上,选用最低生产成本为优化目师,在广东省技师学院从事教学工作。电话: 0752标,对这二道工序的切削用量进行了优化。6281931，13531716468 , E - mail : luoluozongrui @ 21cn.4. 1最低生产成本耐用度的确定com。采用式(5)计算t。式(5)中的m值可通过收稿时间: 2005 -01 -13(上接第200页)中国标准出版社, 2003. .6结束语[2]朱冬梅,胥北澜.画法几何及机械制图[ M].北京:高等教育出版社, 2004.本文针对AutoCAD环境下带键槽和带圆孔的断[3]佟里欣. AutoCAD 2000探秘一AutoLISP 入门[ M].面图的自动绘制进行了设计开发,实现了断面图的快中国煤化工速自动绘制与自动标注。应用本程序,用户可以绘制[4]YHC NMH GDCL基础篇[ M].北不同位置要求的断面图,并由系统自动查询数据文件京:中国铁道出版社, 2002.得到断面图的键槽尺寸加以标注。改进了断面图绘制作者简介:徐岩(1966--),女,副教授,硕士,主要与标注方法,提高了绘图效率。从事CAD/CAM等的教学和科研工作。电话: 13930473865E - mail : sdxuyan@ eyou. com。[1]中华人民共和国国家标准-机械制图图样画法[ M ].收稿时间: 2005 -01 -06