1、數(shù)控機(jī)床切削用量一、金屬切削的根本知識(shí)金屬切削的根本知識(shí)主運(yùn)動(dòng)切下切屑形成工件外表形狀所需要的最根本運(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)待加工外表 即將切去切屑的外表過渡外表 切削刃正在切削著的外表已加工外表 已切去切屑的外表切削運(yùn)動(dòng)和工件加工外表金屬切削的根本知識(shí)切削運(yùn)動(dòng)和工件加工外表平面刨削的切削運(yùn)動(dòng)與加工外表機(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)

2、 v =d n/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(zhǎng)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=n f 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 =dn/1000 = 624/1000 = 0.779 m/sf = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/rap = (dw

3、-dm)/2=(62-56)/2=3 mm三面 前刀面A 后刀面A 副后刀面A 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內(nèi)測(cè)量的角度 3楔角o前面與主后面的夾角r2后角o主后面與切削平面的夾角1前角o 前面與基面的夾角 刀具的幾何角度 在基面內(nèi)測(cè)量的角度2副偏角r 副切削刃與進(jìn)給速度反方向的夾角，恒為正3刀尖角r主切削刃與副切削刃的夾角r 1主偏

4、角r主切削刃與進(jìn)給速度方向的夾角，恒為正。 刀具的幾何角度 在切削平面內(nèi)測(cè)量的角度r刃傾角s主切削刃與基面的夾角 刀具的幾何角度 刀具的幾何角度對(duì)加工的影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。 刀具的幾何角度對(duì)加工的影響前角的選擇原那么：工件材料：塑性材料選用較大的前角；脆性材料選用較小的前角。刀具材料：高速鋼選用較大

5、的前角；硬質(zhì)合金選用較小的前角。加工過程：精加工選用較大的前角；粗加工選用較小的前角。數(shù)控機(jī)床為了保證刀具的穩(wěn)定，一般使用前角較小的刀具。 刀具的幾何角度對(duì)加工的影響后角的選擇原那么：工件材料：工件硬度、強(qiáng)度較高以及脆性材料選用較小的后角。加工過程：精加工選用較大的后角；粗加工選用較小的后角。 刀具的幾何角度對(duì)加工的影響主偏角的選擇原那么：工件材料：加工淬火鋼等硬質(zhì)材料時(shí)，選用較大主偏角。使用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行精加工時(shí)，應(yīng)選用較大的主偏角。用于單件小批量生產(chǎn)的車刀，主偏角應(yīng)選為45或90，以提高刀具的通用性。需要從工件中間切入的車刀，例如加工階梯軸類的工件，應(yīng)根據(jù)工件的形狀選擇主偏角。 刀具的幾

6、何角度對(duì)加工的影響副偏角的選擇原那么：在不引起震動(dòng)的情況下，刀具應(yīng)選用較小的副偏角。精加工時(shí)刀具的副偏角應(yīng)該選更小一些。 刀具的幾何角度對(duì)加工的影響刃傾角的選擇原那么：粗加工刀具應(yīng)選用刃傾角0，使刀具具有良好的強(qiáng)度和散熱條件。精加工刀具應(yīng)選用刃傾角0，使切屑流向待加工外表，以提高加工質(zhì)量。斷續(xù)切削應(yīng)該選用刃傾角0，以提高刀具強(qiáng)度。工藝系統(tǒng)的整體剛性較差時(shí)，應(yīng)選用較大的刃傾角，以減小震動(dòng)。 刃傾角對(duì)排屑方向的影響 切削層 由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。切削層的截面尺寸稱為切削層參數(shù)。它決定了刀具切削局部所承受的負(fù)荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr內(nèi)度量。 1. 切削厚度 ac (s=

7、0) ac f sinr 2. 切削寬度 aw aw ap/sinr3. 切削層面積 Ac ( = 0) Ac ac aw f ap 切削層參數(shù) 切削層正切屑： ac aw倒切屑： acaw 產(chǎn)生倒切屑的情況下，主要切削工作以由原來的副切削刃承擔(dān)，此時(shí)，原副切削刃上刀具的副前角 、副刃傾角對(duì)切削過程的影響，比前角 、刃傾角更為重要。這說明，在刀具切削時(shí)判定主切削刃和副切削刃除與切削運(yùn)動(dòng)有關(guān)外，還與切削層尺寸參數(shù)有關(guān) 。 正切屑與倒切屑二、車削加工切削用量的選擇 切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工本錢均有顯著影響。數(shù)控加工中選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的

8、前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工本錢最低。 根據(jù)加工性質(zhì)、加工要求、工件材料及刀具材料和尺寸查切削用量手冊(cè)并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定，并考慮： 1生產(chǎn)效率 2機(jī)床特性機(jī)床功率 3刀具差異刀具耐用度 4加工外表粗糙度 切削用量選擇原那么車削加工切削用量的選擇 切削用量選擇原那么 粗加工時(shí)切削用量的選擇原那么 首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最正確的切削速度。 精加工時(shí)切削用量的選擇原那么 首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工外表的粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提

9、下，盡可能選取較高的切削速度。車削加工切削用量的選擇 切削用量選擇方法 背吃刀量aPmm的選擇粗加工Ra1080m時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8l0mm。半精加工Ra1.25l0m時(shí)，背吃刀量取為0.52mm。精加工Ra0.321.25m時(shí)，背吃刀量取為0.20.4mm。車削加工切削用量的選擇 切削用量選擇方法 進(jìn)給量fmm/r和進(jìn)給速度mm/min的選擇 根據(jù)零件的外表粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取。 實(shí)際編程與操作加工時(shí)，需要根據(jù)公式vf=nf轉(zhuǎn)換成進(jìn)給速度。車削加工切削用量的選擇 切削用量選擇方法 切削速度vCm/mi

10、n的選擇 根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度。可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說明書允許的切削速度范圍內(nèi)查表選取或者參考有關(guān)切削用量手冊(cè)選用。 在選擇切削速度時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：a. 應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域；b. 斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度；c. 在易發(fā)生振動(dòng)的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動(dòng)的臨界速度；d. 加工大件、細(xì)長(zhǎng)件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度；e. 加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。車削加工切削用量的選擇三、銑削加工切削用量的選擇 銑刀是刀齒分布在旋轉(zhuǎn)外表上或端面上的多刃刀具。按刀齒齒背形狀可分為尖齒銑刀和鏟齒

11、銑刀。銑削加工的切削用量的選擇 銑刀的類型銑削加工的切削用量的選擇 銑削用量要素 1銑削深度 平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸.2銑削寬度 垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸, 。3進(jìn)給用量 銑削時(shí)進(jìn)給用量的大小有以下三種表示法： 1每齒進(jìn)給量 銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)刀齒時(shí)，工件與銑刀的相對(duì)位移。 2每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件與銑刀的相對(duì)位移。 3進(jìn)給速度 單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀的相對(duì)位移。 4銑削速度 銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度。 銑削時(shí)待加工外表和己加工外表間的垂直距離在圓柱銑削時(shí)，等于銑削寬度，而用面銑刀銑削時(shí)等于銑削深度 。銑削加工的切削用量的選擇 銑削用量要素 合理選擇切削用量的原那么是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)性和加工本錢；半精加工和精加工時(shí)，一般應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工本錢。具體選用數(shù)值應(yīng)該根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而定。銑削加工的切削用量的選擇 銑削加工切削用量的選擇 銑削深度apmm 在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除待加工余量，最好一次切除待加工余量，以提高生產(chǎn)效率。為了保證零件的加工精度和外表粗糙度，可留少許余量留待最后加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。一般可取0.2-0.5mm。 銑削加工的切削用量的選擇