1.切削速度的选取
切削速度快慢直接影响切削效率。若切削速度太快,虽然可以缩短切削时间,但不可避免刀具产生高热现象,影响刀具的寿命。若切削速度过小,则切削时间会加长,效率低,刀具无法发挥其功能;决定切削速度的因素很多,概括起来有:
(1)刀具材料。刀具材料是影响切削速度的最主要因素。刀具材料不同,允许的最高切削速度也不同。高碳file:///C:/Users/Mo/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-11009.png钢刀具的切削速度约为5m/min,高速钢刀具的切削速度约为20m/min,硬质合金刀具的切削速度约为80m/min,涂层硬质合金刀具的切削速度约为200m/min,陶瓷刀具的切削速度可高达1000m/min。
(2)工件材料。工件材料硬度高低会影响刀具切削速度,同一刀具加工硬材料时切削速度应降低,而加工较软材料时,切削速度可以提高。
表4
工件材料 刀具材料 硬度 耐热度(℃) 切削速度(m/min)
45号钢 高速钢 HRC66~70 600~645 3
硬质合金 HRA90~92 800~1000 100~150
2.切削深度的选取
切削深度要根据机床、工件和刀具的刚度来决定,主要受机床刚度的制约。在机床刚度允许的情况下,切削深度应尽可能大,如果不受加工精度的限制,可以使切削深度等于零件的加工余量。这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
为了保证加工表面质量,应根据加工余量确定,留少量精加工余量,一般粗加工时,一次进给应尽可能切除全部余量。背吃刀量不均匀时,粗加工要分几次进给,并且应当把第一,二次进给时的切削深度尽量取得大一些;在中等功率的机床上,切削深度取为8~10mm。半精加工时,切削深度选取为0.5~2mm。精加工时,切削深度选取0.2~0.5mm。
总之,切削深度的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
3.进给量的选取
进给量是 数控机床切削用量中的重要参数,根据零件的表面粗糙度,零件的加工精度要求,及刀具材料、工件材料等因素来决定,可以参考切削用量手册选取。最大的进给量受到机床刚度和进给驱动以及数控系统的限制。
此外在切削时,刀尖半径与进给量、表面粗糙度的理论值存在一定关系,此关系可以用公式
三、切削用量的选择
在数控铣削中,切削用量有切削深度、主轴转速、进给速度,在指导学生的过程中,往往是一个难点。
1.切削深度ap的选择原则:在粗加工中,往往是在刀具允许的前提下,尽量一次切完,但是前面提到切削深度H<(1/4-1/6)ρmin在需要做两次切削的情况下,第一次切削去掉加工余量的2/3或者3/4,采用递减的原则。考虑切削深度还要考虑工件材料的易切削加工性及刀具材料的性能。
2.切削速度的选择:切削速度越大,加工效率越高,刀具的耐用度越低; 当切削塑性材料时,如果采用中速切削最容易产生积屑瘤,增加工件的粗糙度。应该避免在这个区间内选择切削速度。当刀具材料为硬质合金时,切削速度可以比高速钢刀具更高,因为硬质合金刀具的红硬性更好。在同样刀具情况下,工件材料的易切系数大时,可以采用较高的速度切削,如铝合金的易切系数大,当其切削速度选择300m/min时,45号正火钢的易切系数比铝合金小,其切削速度则选择100m/min。
3.进给速度Feedrate和Plunge的选择:首先是选择每个刀齿的进给深度f,刀齿数为Z,则每转进给量为fZ,每分钟进给量则为F=fZS,式中S为主轴转速。Feedrate与Plunge都是进给速度,Feedrate是水平方向的,而Plunge是垂直方向的。由于垂直方向的切削排屑更困难,往往取更小值
主轴转速的计算式为:S=1000V/DЛ
式中单位:V-切削速度,m/min D-刀具直径,mm S-r/min
确定切削用量的一般步骤为:首先确定背吃刀量,再根据工件和刀具材料确定切削速度,然后计算出主轴转速,最后确定每分钟进给速度F |