切削用量是指切削速度 v c 、進給量 f (或進給速度 v f )、背吃刀量 a p 三者的總稱,也稱為切削用量三要素。它是調整刀具與工件間相對運動速度和相對位置所需的工藝參數。它們的定義如下:
一、切削速度 v c切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。計算公式如下 :
v c=( π d w n )/1000 (1-1)
式中 v c ——切削速度 (m/s) ;
dw ——工件待加工表面直徑( mm );
n ——工件轉速( r/s )。
在計算時應以最大的切削速度為準,如車削時以待加工表面直徑的數值進行計算,因為此處速度最高,刀具磨損最快。
①車削光軸切削速度
Vs=1000Vc/πd
Vs—主軸轉速,r/min
Vc—切削速度,m/min
d—工件待加工表面直徑,mm
②車削螺紋主軸轉速n
在切削螺紋時,車床的主軸轉速過高會使螺紋破牙,因此對于一般數控車床車螺紋時主軸轉速計算公式:
n≤1200/Ph-80
p—螺紋導程, 單位mm。
在選擇切削速度時,還應考慮以下幾點:a.應盡量避開積屑瘤産生的區域;
b.斷續切削時為減小沖擊和熱應力,要适當降低切削速度;
c.在易發生振動的情況下,切削速度應避開自激振動的臨界速度;
d.加工大件、細長件和薄壁工件,應選用較低的切削速度;
e.加工帶外皮的工件時,應适當降低切削速度。
例:車削直徑為300mm的鑄鐵帶輪外圓,若切削速度為60m/ min,試求車床主軸轉速。解:根據公式Vs=1000Vc/πd
=1000 ×60/3.14 ×300
=63.69r/min
注意:在實際生産中,理論上計算出的主軸轉數應從車床轉速表中最接近的一檔選取。
二、進給量 f工件或刀具每轉一周時,刀具與工件在進給運動方向上的相對位移量。
進給速度 v f 是指切削刃上選定點相對工件進給運動的瞬時速度。
v f=fn ( 1-2 )
式中 v f ——進給速度( mm/s );
n ——主軸轉速( r/s );
f ——進給量( mm )。
進給速度是指單位時間内,刀具沿進給方向移動的距離,單位為mm/min,也可表示為主軸旋轉一周刀具的進給量,單位為mm/r。
(1)确定進給速度的原則①當工件的加工質量能得到保證時,為提高生産率可選擇較高的進給速度。
②切斷、車削深孔或精車時,選擇較低的進給速度。
③刀具空行程盡量選用高的進給速度。
④進給速度應與主軸轉速和切削深度相适應。
進給速度(fv )就是在單位時間内刀具在進給方向上移動的距離, 單位為mm/s,它與主軸轉速vs 的關系為:
vf=vs f
其中: f—主軸轉一周時刀具的進給量,
粗車一般為0.3~0.8mm/r
精車時常取0.1~0.3mm/r
切斷時常取0.05~0.2mm/r
三、背吃刀量 a p
通過切削刃基點并垂直于工作平面的方向上測量的吃刀量。根據此定義,如在縱向車外圓時,其背吃刀量可按下式計算:
a p = ( d w — d m ) /2 ( 1-3 )
式中 d w ——工件待加工表面直徑( mm );
dm ——工件已加工表面直徑( mm )。
注意:切斷、車槽時的切削深度為車刀主切削刃的寬度
① 背吃刀量aP(mm)的選擇
粗加工(Ra10~80μm)時,一次進給應盡可能切除全部餘量。在中等功率機床上,背吃刀量可達8~l0mm。
半精加工(Ra1.25~l0μm)時,背吃刀量取為0.5~2mm。
精加工(Ra0.32~1.25μm)時,背吃刀量取為0.2~0.4mm。
根據加工性質和加工餘量來确定:
粗車時取ap=2~6mm;
半精車時取ap=0.3~2mm;
精車時取ap=0.1~0.3mm;
在下列情況下,粗車多次走刀:
剛度低,餘量不均勻時;
餘量太大導緻機床功率不足時;
斷續切削時
外圓車削時的背吃刀量
端面車削時的背吃刀量
二、數控銑床切削用量的選擇1.背吃刀量或側吃刀量背吃刀量或側吃刀量的選取主要由加工餘量和對表面質量的要求決定。
1)在工件表面粗糙度值要求為Ra=12.5~25μm時,如果圓周銑削的加工餘量小于5mm,端銑的加工餘量小于6mm,則粗銑一次進給就可以達到要求。但在餘量較大,工藝系統剛性較差或機床動力不足時,可分兩次進給完成。
2)在工件表面粗糙度值要求為Ra=3.2~12.5μm時,可分粗銑和半精銑兩步進行。
粗銑時背吃刀量或側吃刀量選取同前。
粗銑後留0.5~1mm餘量,在半精銑時切除。
3)在工件表面粗糙度值要求為Ra=0.8~3.2μm時,可分粗銑、半精銑,精銑三步進行。半精銑時背吃刀量或側吃刀量取1.5~2mm,精銑時圓周銑側吃刀量取0.3~0.5mm,面銑刀背吃刀量取0. 5~1mm。
2.主軸轉速的确定主軸轉速與切削速度的關系為:vs=1000vc/πd
式中:vc——切削速度,m/min
d——銑刀的直徑,mm
3.進給速度
是指刀具轉一周,工件與刀具沿進給運動方向的相對位移量,它與銑刀主軸轉速vs、銑刀齒數Z及每齒進給量af(單位為mm/z)關系為, 進給速度的計算公式: vf = af Z vs
每齒進給吃刀量af的選取主要取決于:
工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的強度和硬度越高,af越小,反之則越大。
硬質合金銑刀的每齒進給量高于同等高速鋼銑刀。
工件表面粗糙度要求越高,af就越小。
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