分利用, 提高加工质量和效率; 又不会影响刀具的使用寿命, 从而 达到节约成本, 实现真正高速加工的目的
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加工測試
目的:測試刀具在切削S136的能力
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分析具体加工条件, 如主轴及机床 性能, 刀具的夹持系统,润滑方式 等.
分析工件材料特性 分析加工表面质量及加工精度要
求, 成本等 综和考虑各种因素, 做出最优化的
选择.
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高速切削加工参数的计算方法
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工作行程
X Y Z B C
800 mm 600 mm 500 mm + 110°/ -30° n x 360 °
主軸
Speed Power 40% ED
3’0000rpm 32KW
進給
進給速度 加速效率 XYZ
40 m/min 17 m/s2
Control unit Heidenhain
iTNC 530
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切削速度对表面光洁度的影响
平均峰---谷高度值 Rz [m]
2,0
1,5
1,0 Rth = 0,57 µm
0,5
动态粗糙度
d
d Rth = 2 -
d2 - br2 4
ap
br
Rth
Source: Xu
0
200
400
600
三項重要公式
1. 主轴转数的计算:
N Vc 1000 [rpm] π *Deff
2. 工作台进给速度的计算:
vf N fz zn [mm/min]
3.材料去除速率的计算
Q ap ae vf [cm3/min] 1000
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侧刃铣削 / 顺铣
刀具材料: K5F
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不同切削速度下, 所产生的铁屑颜色比较
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何谓有效刀具直径以及有效刀具直径的计算
Def D
D
Def D
E
Deff 2 ap ap
F
Def D Deff D 2R (2R *sina) Deff D*sina
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每刃进给量的定义
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加工参数的设定原则
1. 在高速加工过程中, 必须对加工参数进行优化, 不可随意设定. 2. 必须正确设定切削速度Vc值 3. 必须正确设定每刃进给量fz --------------------------------------------------------------------------------------- 合理的取值既可将刀具的切削效能发挥至极限, 使刀具得到充
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切削刀具的几何精度讨论
d n
d n
d n
用于精加工的切削刀具, 切削刃必 须具有很好的轮廓精度
刀具的几种可能轮廓偏差
轮廓精确
由于研磨过程不够精确,而导 致在刃部产生不规则碎面
由于研磨过程不够精确而导 致的半径偏差
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轴向进给量的计算
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轴向进给量的计算
例子:
材料硬度系数: 54HRc
C2 = 0.1
刀長 / 直徑 系数 : L/Ø= 8 C3 = 0.2
高速切削过程中的几个重要术语和加工参数的解释
1. 切削速度Vc 2. 有效刀具直径Deff
3. 每刃进给量fz
4. 轴向及径向进给量ap & ae
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切削速度的定义: Vc=N* *Deff /1000
Vc是指在特定刀具的情况下, 适合某工件材料高速加工的合适的切削速度 值, 它是指刀具的线速度.
保证刀具的径向跳动误差最小
在保证刀柄及刀具系统的最大悬伸长度不超过规定值的前提下, 要使主轴能够精确运转,必须于刀柄及切削刃处分别检测刀具的径 向跳动误差.如果径向跳动误差过大就会导致主轴的严重震动.
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如何选择合适的切削刀具
光潔度 /切削方向
光潔度 /平行切削方向
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Ae及Fz對光潔度的影响
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Ae及Fz對光潔度的影响
fz = 0.04 ae = 0.20
fz = 0.20 ae = 0.04
讨论内 容
切削刀具的基本分类 切削刀具的基本几何结构 切削刀具的几何精度 高速切削加工参数的计算方法 切削測試实例
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切削刀具的基本分类
按端部几何形状分: 1. 平底端铣刀. 2. 平底R角端铣刀.
3. 球头端铣刀. 4. 可转位镶嵌式端铣刀
fz = 0.20 ae = 0.20
fz = 0.04 ae = 0.04
fz = 0.08 ae = 0.08
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高速加工中,各切削参数的计算方法
依据两个已知量: Vc和fz, 即可计
算出其它参数.
1. 主轴转数的计算:
Worktable Clamping surface Table load
Tool Changer Magazine tool cap.
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試驗項目
Vc 100 Ap 10mm Ae 0.1 Fz 0.1 N 3185 F 1911
N Vc 1000 [rpm] π *Deff
2. 工作台进给速度的计算:
vf N fz zn [mm/min]
z
n 指刀具的刃数
3.材料去除速率的计算
Q ap ae vf [cm3/min] 1000
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如果对工件精度要求非常高, 应该 在刀具生产商那里购买获得标准 认证的刀具
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径向跳动误差对加工效果的影响
4
vf
3刀具无径Βιβλιοθήκη 跳动缺陷n12
Rth
4
vf
n
3
刀具径向跳动明显超差
1
2
Rth
每刃切削量 刃1 刃2 刃3 刃4
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Vc 示意图
N
D
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如何正确设定切削速度Vc值
1. 由刀具供应商提供 2. 参考已有的实验数据 3. 通过大量切削实验建立自已的数据库 ----------------------------------------------------- Vc值是正确设定其它切削参数的重要依据
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切削刀具的基本几何结构(1)
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切削刀具的基本几何结构(2)
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切削刀具的基本几何结构(3)
如何正确设定刀具的每刃进给量
由切削刀具供应商提供
参考别人研究所得的实验数据
通过大量切削实验获得
--------------------------------------------------------------------
每刃进给量的设定正确与否, 对刀具所受切削载荷的合理分
布有着极其重要的影响
Vc 300m/min
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結論
1. 當Vc從150上升至250時嘈音明顯改善 2. 不同Vc值有不同鐵屑顏色，証明加工温度不同 3. Fz的改變，亦會影响切削温度
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刀長:
L = 50mm
刀直徑:
Ø = 6mm
軸向深度
ap = 0.06
ap = R x C2 x C3 = 3mm x 0.1 x 0.2 = 0.06mm
因应主軸、刀具及材料，會影响實際的結果。
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