切削用量相關(guān)參數(shù)

切削速度vc 是指刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方的瞬時(shí)速度單位為M/min。

進(jìn)給量f 在主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時(shí)（或單位時(shí)間內(nèi)），刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，f — 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 （mm/r），單位mm/r。

背吃刀量（切削深度）ap 待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位mm。

數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，其切削用量都預(yù)先編入程序中，在正常情況下人工不予改變。只是在試切削或出現(xiàn)異常情況時(shí)，才通過改變刀具偏置、通過倍率輪改變進(jìn)給轉(zhuǎn)速或重新編寫程序來調(diào)節(jié)切削用量。

影響數(shù)控加工切削用量主要有下列因素：

（1） 機(jī)床轉(zhuǎn)速

（2） 刀具規(guī)格

（3） 工件尺寸

（4） 切削液濃度

對(duì)于保證加工質(zhì)量、提高加工效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。選擇切削用量時(shí)應(yīng)考慮的主要因素有：刀具和工件的材料、工件的加工精度和表面粗糙度、刀具壽命、機(jī)床功率、機(jī)床－機(jī)床夾具－工件－刀具系統(tǒng)的剛度以及斷屑、排屑條件等。最早研究切削用量的是美國人F.W.泰勒，他從1880年開始對(duì)單刃刀具的切削進(jìn)行了 26年（5萬次）科學(xué)試驗(yàn)，總結(jié)出切削用量與刀具壽命、機(jī)床功率和切削液等因素相互影響的規(guī)律，從而推動(dòng)了當(dāng)時(shí)機(jī)床和刀具技術(shù)的重大改革。此后，不少國家在試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中積累的典型切削數(shù)據(jù)大多匯編成冊(cè),供操作人員查閱和參考;或把這種大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電子計(jì)算機(jī)中成為切削數(shù)據(jù)中心（庫），可為用戶隨時(shí)提供切削用量方面的咨詢服務(wù)。

與某一工序的切削用量有密切關(guān)系的刀具壽命（見金屬切削原理），一般分為該工序單件成本最低的經(jīng)濟(jì)壽命和最大生產(chǎn)率壽命兩類。按前者選擇的切削用量稱為最低成本切削用量，這是通常使用的；按后者選擇的切削用量稱為最大生產(chǎn)率切削用量，一般在生產(chǎn)任務(wù)緊迫時(shí)使用。

用硬質(zhì)合金車刀車削碳素鋼時(shí)，刀具壽命與切削用量的關(guān)系可用如下的經(jīng)驗(yàn)公式表示式中t為刀具壽命（分）；cv為壽命系數(shù)，與刀具材料、刀具參數(shù)、工件材料和切削條件等因素有關(guān);x、y、z為指數(shù)(x=2.5～5,y=1.2～1.8,z=0.6～0.8)。這說明對(duì)刀具壽命影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，最小的是切削深度。從最大生產(chǎn)率的觀點(diǎn)選擇切削用量，應(yīng)首先選用大的切削深度（或切削寬度），力求在一次或較少幾次行程中把大部分余量切去；其次根據(jù)切削條件選用較大的進(jìn)給量（或切削厚度）；最后根據(jù)刀具壽命和機(jī)床功率的可能選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣?。這也是粗加工時(shí)選擇切削用量的原則。精加工時(shí)一般選用較小的切削深度和進(jìn)給量,然后根據(jù)刀具壽命選擇較高的切削速度,力求提高加工精度和減小表面粗糙度 。

數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

主軸轉(zhuǎn)速的確定

主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計(jì)算公式為：

n=1000v/πD

式中

v----切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；

n-- -主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；

D----工件直徑或刀具直徑，單位為mm。

計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。

進(jìn)給速度的確定

進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。

確定進(jìn)給速度的原則：

1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100——200mm/min范圍內(nèi)選取。

2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20——50mm/min范圍內(nèi)選取。

3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20——50mm/min范圍內(nèi)選取。

4）刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。

背吃刀量確定

背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2——0.5mm。

總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量 。2100433B

合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 ⑴切削深度t。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。 ⑵切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。 ⑶切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m/min以上。 ⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為： 式中，d為刀具或工件直徑（mm）。 數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。 ⑸進(jìn)給速度vF。vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，vF可選擇得大些。在加工過程中，vF也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。 隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。2100433B

切削加工：切削用量過程中所采用的切削速度﹑切削深度和進(jìn)給量等工藝參數(shù)﹐又稱切削數(shù)據(jù)。

簡介

如切削用量參數(shù) 所示﹐切削速度 (米/分)表示工件被切削表面與刀刃之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度﹔切削深度(毫米)表示在垂直于切削速度與進(jìn)給方向所組成的平面內(nèi)測量的車刀與工件的接觸量﹔進(jìn)給量有 3種表示方法﹕每分鐘進(jìn)給量V(毫米/分)﹕表示每分鐘內(nèi)工件與刀具之間的相對(duì)位移量﹐每轉(zhuǎn)或每行程進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn)或毫米/雙行程)﹕表示每轉(zhuǎn)或每次往復(fù)行程中工件與刀具間沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量﹐每齒進(jìn)給量a(毫米/齒)﹕表示多齒刀具相鄰兩齒與工件接觸的時(shí)間間隔內(nèi)﹐工件與刀具的相對(duì)位移量。3種進(jìn)給量之間的關(guān)系如下式

V=?=a??式中 為工件或刀具的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)或每分鐘行程數(shù)(雙行程/分)﹔為多齒刀具的齒數(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)切削加工，刀具相對(duì)于工件要有一定的切削深度，并沿工件待加工表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)有時(shí)是直線的，有時(shí)是旋轉(zhuǎn)的，通常由機(jī)床實(shí)現(xiàn)。上述刀具及工件的運(yùn)動(dòng)速度以及刀具切人工件內(nèi)部的深度被統(tǒng)稱為切削用量 。2100433B