切削用量及选择
综上所述,凡是影响切削温度因素,都影响刀具磨损, 因而也影响刀具耐用度。
切削用量的选择:总的要求
保证安全,不致发生人身事故或设备事故;保证加工质量。 在上述 两项要求的前提下充分发挥机床的潜力和刀具的切 削性能,选用较大的切削用量以提高生产率;不应超负荷 工作,不能产生过大的变形和震动。
切削用量的选择:基本原则
进给量 f
(1)进给量 f 进给量是工件或刀具每转一周时两者沿进给运动方向的 相对位移,单位是mm/r(毫米/转) (2)进给速度 Vf 进给速度是单位时间的进给量,单位是mm/min(毫米/分钟)
进给量 f
(3)每齿进给量 fz 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具,在它们进 行工作时,还规定每一个刀 齿的进给量fz,即后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量,单位 是mm/z(毫米/齿)。
切削用量的确定
前言
切削用量是指切削速度 Vc 、进给量 f (或进给速度Vf ) 、背吃刀量 ap 三者的总称。
切削用量的选择就是确定工序的背吃刀量 ap,进给量 f、 切削速度 Vc,以及刀具耐用度。合理选择切削用量,对充分 发挥机床和刀具的性能,提高生产效率,降低生产成本有很 大的益处。
一、切削用量三要素
1.主轴转速
因数控机床系统和结构等原因,车削螺纹时主轴的 转速有一定的限制,该限制因机床的种类而异。大多数 经济型数控车床的数控系统,推荐切削螺纹时的主轴转 速为:
2.螺纹牙型高度(螺纹总切深)
螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上,牙顶到牙底之间 垂直于螺纹轴线的距离。螺纹实际牙型高度可按下式计 算:
h=0.6495P
解:查表得:VC = 55 m/min , fz = 0.1 mm/min 由Vc =πdn/1000 得 n = 1000 Vc/πd n = 1000Vc /πd = 1000*55/(3.14*20)= 875 r/min
Vf=fn=fzzn=0.1*2*875=175mm/min
三、螺纹车削切削用量的确定
3、切削用量对刀具耐用度的影响
(3) 进给量f与刀具耐用度的关系
当增大进给量后,切屑厚度增大,由切屑带着走的热量增 多,同时切屑与前刀面的接触长度增加,散热面积增大。 通过测试得知,切削温度随进给量的增加而升高,但温度 的升高幅度不及切削速度显著。
(4 )背吃刀量ap与刀具耐用度的关系
背吃刀量对切削温度的影响很小。这是因为背吃刀量增大 后,切削区产生的热量虽然成正比增加,但因为切削刃参 加切削工作的长度也成正比增加,从而改善了散热条件, 因此切削温度上升甚微。
(3)进给量 f 工件或刀具每转一周,刀具与工件在进给运动方向上的 相对位移量。
(4)背吃刀量 ap 已加工表面与待加工表面间垂直距离。
(5)进给速度Vf 进给速度是指切削刃上选定点相对工件进给运动的即时 速度。
切削用量、切削用量三要素(vc,f,ap)
切削速度Vc
(1)切削速度 Vc
金属切削过程中,刀具相对于工件的瞬间移动速度。通 常以Vc表示。 切削速度对刀具的使用寿命影响很大,随着切削速度提 高,切削温度提高很快,摩擦加剧,使刀具迅速磨损。
① 采用切削性能更好的新型刀具材料; ② 在保证工件机械性能的前提下,改善工件材料加工性; ③ 改善冷却润滑条件; ④ 改进刀具结构,提高刀具制造质量。
作业
1.什么是切削三要素?如何确定?
2.已知:外圆车削,切削前工件直径dw=80mm,要求切削 后工件直径dm=78 mm,一次切除余量,假定工件转速 n=300 r/min,刀具进给速度Vf=60mm/min,求:切削用量 三要素。
4.分段切削背吃刀量
如果牙型较深,螺距较大,可分几次进给。每次进给 背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规 律分配。
螺纹分段切削示意图 常用螺纹切削进给次数与背吃刀量可参考表3-7~表3-9
总结
1. 切削用量确定的步骤
背吃刀量的选择 →进给量的选择→切削速度的确定→校验 2. 提高切削用量的途径
但是当加工余量太大、加工余量不均匀或工艺系统刚性不 足时,为避免振动需要分两次或多次走刀完成。
提示:在刀具强度,机床刚性保证的情况下,尽可能增加
背吃刀量 ap、进给量 f 、适中的切削速度vc。
2、切削用量对零件精度、表面粗糙度的影响
对零件精度、表面粗糙度,首先从进给量 f (进给速度 Vf)
着手分析,进给量 f 的确定,主要受到表面粗糙度的制约, 为提高零件的粗糙度,进给量必须选择得当。在三要素中,
背吃刀量 ap
二、切削用量的选择
1、 切削用量对劳动生产率的影响
切削用量三要素vc、f 、ap 虽然对加工质量、刀具耐用
度和生产效率均有直接的影响,但影响程度却不同,且它 们又是相互联系,相互制约,不可能都选择的很大,因此, 就存在着从不同角度出发,去优先选择三者之中的某一个 切削要素。
为提高生产效率,可以适当增加背吃刀量ap,减少走刀数,
(1)切削用量及切削用量三要素 切削用量是指切削速度 Vc 、进给量 f (或进给速度Vf )、 背吃刀量ap三者的总称,也称为切削用量三要素。它是调 整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。 在切削加工中,需要根据不同的工件材料、刀具材料和其 他技术、经济要求来选择适宜的切削用量。
(2)切削速度Vc 金属切削过程中,刀具相对于工件的瞬间移动速度。通常 以Vc表示。
解:由 Vf=fn=fzzn 得 fz=Vf/Zn,Vf=F fz=Vf/Zn=25/(3*200)=0.0416 mm/r Vc= πdn/1000=3.14*20*200/1000=12.566(m/min)
例4:求进给量 F及 转速 n 已知:∮20,2刃硬质合金立铣刀,加工材料:40Cr 求: 进给量F及转速n
吃刀量 ap 通常根据加工余量确定,在吃刀量和进给量确定
后,在保证刀具的耐用度的前提下,确定合理的切削速度 vc 。
3、 切削用量对刀具耐用度的影响 (1)刀具耐用度 所谓刀具耐用度,是指一把新刀从开始切削直到磨损量 达到磨损标准为止,在这期间所使用的总的切削时间, 用T表示。
(2) 切削速度vc与刀具耐用度的关系 切削速度是影响刀具耐用度的主要因素,其原因是当提高 切削速度时,单位时间的金属去除率会成正比例增加,刀 具与工件间的摩擦加剧,消耗于金属变形和摩擦的无用功 增加,因而产生过多的热量。因此,提高切削速度的结果 是:摩擦热大量的积聚在切屑底层而来不及传导出去,从 而使切削温度急剧升高,使刀具的耐用度大大降低。
切削速度Vc
(2)切削速度 Vc 计算公式 Vc=π*d*n
π是圆周率,取3.14 d 是工件直径或刀具直径,单位是:毫米 n是转速,单位是:转/分
一般Vc的单位用米/分,而d的单位一般用毫米,所以有 时候也写成:
Vc=π*d*n/1000 在加工中,切削线速度Vc和工件直径d(或刀具直径d) 及转速n成正比。所以在切削速度一定的情况下,工件 或刀具直径越大,在加工时通常要采用较低的转速。
解:由Vc=πdn/1000 得 n=1000Vc/πd
n=1000Vc/πd=1000*180/(3.14*30) =1910r/min
例3:求进给量 fz 及 Vc 已知:∮20 高速钢立铣刀,转速n=200r/min, F=25mm/min,加工材料:40Cr
求: 每齿进给量 fz ,切削速度 Vc
精车进给量参数表
铣削钢的进给量参数表
切削参数表
切削参数表
实例
例1:计算切削速度Vc 已知: d=20 mm, n=1500r/min, 求Vc
解:Vc= πdn/1000=3.14*20*1500/1000=94.2(m/min) 例2:求转速n 已知:Vc=180 m/min d=30mm 求:转速n
切削用量的选择:吃刀量的选择
背吃刀量根据加工余量确定。 ★ 在粗加工时,一次走刀应尽可能切去全部加工余量。
★下列情况可分几次走刀:
① 加工余量太大,一次走刀切削力太大,会产生机床功率不足或刀具强 度不够时;
② 工艺系统刚性不足,或加工余量极不均匀,以致引起很大振动时,如 加工细长轴或薄壁工件;
③ 断续切削,刀具受到很大的冲击而造成打刀时。
★ 分二次走刀,第一次的ap应比第二次大,第二次的ap可取加工余量 的1/3~1/4左右。 ★ 切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时,应 尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度,以防刀刃过早磨损或破损。 ★在半精加工时,ap=0.5~2 mm 。 ★在精加工时,ap=0.1~0.4 mm 。
(4)进给速度 Vf 计算公式
Vf = fn = fzzn
背吃刀量 ap (1)背吃刀量 背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离,单位为mm.
(2)背吃刀量的计算方法
外圆柱表面车削的背吃刀量:ap=(dw-dm)/2(mm) 钻孔加工的背吃刀量为:ap=dm/2(mm) 其中:dm已加工表面直径(mm) dw待加工表面直径(mm)
切削用量的选择:进给量的选择
粗加工时,对工件表面质量没有太高要求,这时切削力往 往很大,合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给 量。这一进给量要受到下列一些因素的限制:机床进给机 构的强度、刀具的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强 度及工件的装夹刚度等。
精加工时,最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。
实际生产中,进给量常常根据经验选取。然而,按经验 确定的粗加工进给量在一些特殊情况下,如切削力很大、 工件长径比很大、刀杆伸出长度很大时,有时还需对选 定的进给量进行修正。
切削速度的选择
根据已选定的背吃刀量 ap、进给量 f,查《切削手册》可得切削 速度 Vc
① 粗加工时,ap 、f 较大,所以Vc较低,精加工时,ap 、f较小,所以 Vc较高。 ② 工件材料强度、硬度较高时,应选较低的Vc;反之,Vc较高。 ③ 刀具材料的切削性能愈好,Vc也选得愈高。