數(shù)控機(jī)床的切削用量

數(shù)控加工工藝與編程

漯河第一中等專業(yè)學(xué)校段克華單元4一、金屬切削的基本知識(shí)金屬切削的基本知識(shí)主運(yùn)動(dòng)切下切屑形成工件表面形狀所需要的最基本運(yùn)動(dòng)，速度最高、消耗功率最多。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使切削工具不斷切下切屑所需要的運(yùn)動(dòng)待加工表面即將切去切屑的表面過渡表面切削刃正在切削著的表面已加工表面已切去切屑的表面切削運(yùn)動(dòng)和工件加工表面金屬切削的基本知識(shí)切削運(yùn)動(dòng)和工件加工表面平面刨削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面機(jī)床類型主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)數(shù)控車床主軸（工件）刀架數(shù)控銑床主軸（刀具）工作臺(tái)數(shù)控磨床主軸（砂輪刀具）工作臺(tái)（或砂輪軸），視磨床種類而定數(shù)控鏜床主軸（刀具）工作臺(tái)各種機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

1.切削速度v(m/s或m/min)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)v=πdn/1000往復(fù)運(yùn)動(dòng)v=2Lnr/1000

L-刀具或工件作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程長度

nr－刀具或工件每分鐘（或每秒鐘）往復(fù)的次數(shù)切削用量三要素2.進(jìn)給量f進(jìn)給速度

vf=nf

（mm/s或mm/min)3.背吃刀量（切削深度）

ap車削外圓時(shí)

ap=(dw-dm)/2

鉆孔時(shí)

ap=dm/2

例題：

車外圓時(shí)工件加工前直徑為62mm，加工后直徑為56mm，工件轉(zhuǎn)速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移動(dòng)2mm，求v、f、ap。解：

v=πdn/1000=π·62·4/1000

=0.779m/sf=vf/n

=2/4=0.5mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mm三面

前刀面Aγ后刀面Aα副后刀面Aα′兩刃

主切削刃S副切削刃S′一尖過渡刃切削刀具刀具的組成

(1)基面pr過切削刃上的某個(gè)選定點(diǎn)且垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面

(2)切削平面ps過切削刃上的某個(gè)選定點(diǎn)且垂直于基面的平面(3)正交平面po

過切削刃上的某個(gè)選定點(diǎn)且同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面刀具角度的參考系在正交平面面內(nèi)測量的的角度（3）楔角βo前面與主后后面的夾角角r（2）后角角αo主后面與切切削平面的的夾角（1）前角角γo前面與基面面的夾角刀具的幾何何角度在基面內(nèi)測測量的角度度（2）副偏偏角κrˊ副切削刃與與進(jìn)給速度度反方向的的夾角，恒恒為正（3）刀尖尖角εr主切削刃與與副切削刃刃的夾角r（1）主偏偏角κr主切削刃與與進(jìn)給速度度方向的夾夾角，恒為為正。刀具的幾何何角度在切削平面面內(nèi)測量的的角度r刃傾角λs主切削刃與與基面的夾夾角刀具的幾何何角度刀具的幾何何角度對(duì)加加工的影響響刀具角度角度的作用前角前角主要影響切屑變形和切削力的大小以及刀具耐用度和加工表面質(zhì)量的高低。后角后角的主要作用是減小后刀面與過渡表面層之間的摩擦，減輕刀具磨損。主偏角主偏角影響刀具的耐用度、已加工表面粗糙度與切削力的大小。副偏角副偏角的功能在于減小副切削刃與以加工表面的摩擦。刃傾角刃傾角主要影響切屑流向和刀尖強(qiáng)度。刀具的幾何何角度對(duì)加加工的影響響前角的選擇擇原則：①工件材料料：塑性材材料選用較較大的前角角；脆性材材料選用較較小的前角角。②刀具材料料：高速鋼鋼選用較大大的前角；；硬質(zhì)合金金選用較小小的前角。。③加工過程程：精加工工選用較大大的前角；；粗加工選選用較小的的前角。④數(shù)控機(jī)床床為了保證證刀具的穩(wěn)穩(wěn)定，一般般使用前角角較小的刀刀具。刀具的幾何何角度對(duì)加加工的影響響后角的選擇擇原則：①工件材料料：工件硬硬度、強(qiáng)度度較高以及及脆性材料料選用較小小的后角。。②加工過程程：精加工工選用較大大的后角；；粗加工選選用較小的的后角。刀具的幾何何角度對(duì)加加工的影響響主偏角的選選擇原則：：①工件材料料：加工淬淬火鋼等硬硬質(zhì)材料時(shí)時(shí)，選用較較大主偏角角。②使用硬質(zhì)質(zhì)合金刀具具進(jìn)行精加加工時(shí)，應(yīng)應(yīng)選用較大大的主偏角角。③用于單件件小批量生生產(chǎn)的車刀刀，主偏角角應(yīng)選為45°或90°，以以提高刀具具的通用性性。④需要從工工件中間切切入的車刀刀，例如加加工階梯軸軸類的工件件，應(yīng)根據(jù)據(jù)工件的形形狀選擇主主偏角。刀具的幾何何角度對(duì)加加工的影響響副偏角的選選擇原則：：①在不引起起震動(dòng)的情情況下，刀刀具應(yīng)選用用較小的副副偏角。②精加工時(shí)時(shí)刀具的副副偏角應(yīng)該該選更小一一些。刀具的幾何何角度對(duì)加加工的影響響刃傾角的選選擇原則：：①粗加工刀刀具應(yīng)選用用刃傾角＜＜0°，使使刀具具有有良好的強(qiáng)強(qiáng)度和散熱熱條件。②精加工刀刀具應(yīng)選用用刃傾角＞＞0°，使使切屑流向向待加工表表面，以提提高加工質(zhì)質(zhì)量。③斷續(xù)切削削應(yīng)該選用用刃傾角＜＜0°，以以提高刀具具強(qiáng)度。④工藝系統(tǒng)統(tǒng)的整體剛剛性較差時(shí)時(shí)，應(yīng)選用用較大的刃刃傾角，以以減小震動(dòng)動(dòng)。刃傾角對(duì)排排屑方向的的影響切削層由切削刃正正在切削的的這一層金金屬叫作切削層。切削層的的截面尺寸稱稱為切削層參數(shù)數(shù)。它決定了刀刀具切削部部分所承受受的負(fù)荷和切屑屑尺寸的大大小，通常常在基面Pr內(nèi)度量。1.切削削厚度ac(λs=0)ac＝fsinκr2.切削削寬度awaw＝ap/sinκr3.切削層面積Ac(=0)

Ac＝ac

aw＝f

ap切削層參數(shù)數(shù)切削層正切屑：ac≤aw倒切屑：ac＞aw產(chǎn)生倒切屑屑的情況下下，主要切切削工作以以由原來的的副切削刃刃承擔(dān)，此此時(shí)，原副副切削刃上上刀具的副副前角、、副刃傾角角對(duì)切削過過程的影響響，比前角、刃刃傾角更為重要。。這說明，，在刀具切切削時(shí)判定定主切削刃刃和副切削削刃除與切切削運(yùn)動(dòng)有有關(guān)外，還還與切削層層尺寸參數(shù)數(shù)有關(guān)。。正切屑與倒倒切屑二、車削加加工切削用用量的選擇擇切削用量的的大小對(duì)切切削力、切切削功率、、刀具磨損損、加工質(zhì)質(zhì)量和加工工成本均有有顯著影響響。數(shù)控加加工中選擇擇切削用量量時(shí)，就是是在保證加工質(zhì)質(zhì)量和刀具具耐用度的的前提下，，充分發(fā)揮揮機(jī)床性能能和刀具切切削性能，，使切削效效率最高，，加工成本本最低。根據(jù)加工性性質(zhì)、加工工要求、工工件材料及及刀具材料料和尺寸查查切削用量量手冊(cè)并結(jié)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定，，并考慮：：（1）生產(chǎn)產(chǎn)效率（2）機(jī)床床特性（機(jī)機(jī)床功率））（3）刀具具差異（刀刀具耐用度度）（4）加工工表面粗糙糙度切削用量選選擇原則車削加工切切削用量的的選擇切削用量選選擇原則①粗加工工時(shí)切削用用量的選擇擇原則首先選取盡盡可能大的的背吃刀量量；其次要要根據(jù)機(jī)床床動(dòng)力和剛剛性的限制制條件等，，選取盡可可能大的進(jìn)進(jìn)給量；最最后根據(jù)刀刀具耐用度度確定最佳佳的切削速速度。②精加工工時(shí)切削用用量的選擇擇原則首先根據(jù)粗粗加工后的的余量確定定背吃刀量量；其次根根據(jù)已加工工表面的粗粗糙度要求求，選取較較小的進(jìn)給給量；最后后在保證刀刀具耐用度度的前提下下，盡可能能選取較高高的切削速速度。車削加工切切削用量的的選擇切削用量選選擇方法①背吃刀刀量aP（mm）的選選擇粗加工（Ra10~80μm）時(shí)，，一次進(jìn)給應(yīng)應(yīng)盡可能切除除全部余量。。在中等功率率機(jī)床上，背背吃刀量可達(dá)達(dá)8~l0mm。半精加工（Ra1.25~l0μμm）時(shí)，，背吃刀量量取為0.5~2mm。精加工（Ra0.32~1.25μm））時(shí)，背吃吃刀量取為為0.2~0.4mm。車削加工切切削用量的的選擇切削用量選選擇方法②進(jìn)給量f（mm/r）和進(jìn)給給速度（mm/min）的選選擇根據(jù)零件的的表面粗糙糙度、加工工精度要求求、刀具及及工件材料料等因素，，參考切削削用量手冊(cè)冊(cè)選取。實(shí)際編程與與操作加工工時(shí)，需要要根據(jù)公式式vf=nf轉(zhuǎn)換成進(jìn)給給速度。車削加工切切削用量的的選擇切削用量選選擇方法③切削速速度vC（m/min）的選選擇根據(jù)已經(jīng)選選定的背吃吃刀量、進(jìn)進(jìn)給量及刀刀具耐用度度選擇切削削速度?？捎媒?jīng)驗(yàn)公公式計(jì)算，，也可根據(jù)據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)機(jī)床說明書書允許的切切削速度范范圍內(nèi)查表表選取或者者參考有關(guān)關(guān)切削用量量手冊(cè)選用用。在選擇切削削速度時(shí)，，還應(yīng)考慮慮以下幾點(diǎn)點(diǎn)：a.應(yīng)盡盡量避開積積屑瘤產(chǎn)生生的區(qū)域；；b.斷續(xù)續(xù)切削時(shí)，，為減小沖沖擊和熱應(yīng)應(yīng)力，要適適當(dāng)降低切切削速度；；c.在易易發(fā)生振動(dòng)動(dòng)的情況下下，切削速速度應(yīng)避開開自激振動(dòng)動(dòng)的臨界速速度；d.加工工大件、細(xì)細(xì)長件和薄薄壁工件時(shí)時(shí)，應(yīng)選用用較低的切切削速度；；e.加工工帶外皮的的工件時(shí)，，應(yīng)適當(dāng)降降低切削速速度。車削加工切切削用量的的選擇三、銑削加加工切削用用量的選擇擇銑刀是刀齒齒分布在旋旋轉(zhuǎn)表面上上或端面上上的多刃刀刀具。按刀刀齒齒背形形狀可分為為尖齒銑刀刀和鏟齒銑銑刀。銑削加工的的切削用量量的選擇銑刀的類型型銑削加工的的切削用量量的選擇銑削用量要要素（1）銑削深深度平平行于于銑刀軸線線測量的切切削層尺寸寸.（2）銑削削寬度垂垂直直于銑刀軸軸線測量的的切削層尺尺寸,。。（3）進(jìn)給給用量銑削時(shí)進(jìn)給給用量的大大小有下列列三種表示示法：1）每齒進(jìn)進(jìn)給量銑銑刀刀每轉(zhuǎn)過一一個(gè)刀齒時(shí)時(shí)，工件與與銑刀的相相對(duì)位移。。2）每轉(zhuǎn)進(jìn)進(jìn)給量銑銑刀每每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，工件與與銑刀的相相對(duì)位移。。3）進(jìn)給速速度單單位時(shí)間間內(nèi)工件與與銑刀的相相對(duì)位移。。（4）銑削削速度銑銑刀旋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的的線速度。。銑削時(shí)待加加工表面和和己加工表表面間的垂垂直距離在在圓柱銑削削時(shí)，等于于銑削寬度度，而用面面銑刀銑削削時(shí)等于銑銑削深度。銑削加工的的切削用量量的選擇銑削用量要要素合理選擇切切削用量的的原則是：：粗加工時(shí)時(shí)，一般以以提高生產(chǎn)產(chǎn)率為主，，但也應(yīng)該該考慮經(jīng)濟(jì)濟(jì)性和加工工成本；半半精加工和和精加工時(shí)時(shí)，一般應(yīng)應(yīng)在保證加加工質(zhì)量的的前提下，，兼顧切削削效率、經(jīng)經(jīng)濟(jì)性和加加工成本。。具體選用用數(shù)值應(yīng)該該根據(jù)機(jī)床床說明書、、切削用量量手冊(cè)，并并結(jié)合實(shí)際際經(jīng)驗(yàn)而定定。銑削加工的的切削用量量的選擇銑削加工切切削用量的的選擇銑削深度ap（mm）在機(jī)床、工工件和刀具具剛度允許許的情況下下，應(yīng)以最最少的進(jìn)給給次數(shù)切除除待加工余余量，最好好一次切除除待加工余余量，以提提高生產(chǎn)效效率。為了了保證零件件的加工精精度和表面面粗糙度，，可留少許許余量留待待最后加工工。數(shù)控機(jī)機(jī)床的精加加工余量可可略小于普普通機(jī)床。。一般可取?。?.2-0.5）mm。。銑削加工的的切削用量量的選擇銑削加工切切削用量的的選擇銑削速度v（m/min）銑削速度大大，能提高高生產(chǎn)效率率。但提高高生產(chǎn)效率率的最有效效措施還是是應(yīng)該盡可可能采取大大的切削深深度。因?yàn)闉榍邢魉俣榷扰c刀具耐耐用度的關(guān)關(guān)系成反比比，所以切切削速度的的選取主要要取決于刀刀具耐用度度。切削用用量的選取取可根據(jù)實(shí)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或或參閱有關(guān)關(guān)手冊(cè)。