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什么是合理的切削用量?在粗精加工時如何制訂切削用量,及制訂依據切削用量的定義切削用量定義:是指切削速度、進給量和切削深度三者的總稱,這三者又稱切削用量三要素。切削速度v:在切削加工中,刀刃上選定點相對于工件的主運動速度。v=πdn/1000(m/min)式中d---完成主運動的刀具或工件的最大直徑(mm)n---主運動的轉速(r/min)進給量f:工件或刀具的主運動每轉或每雙行程時,工件和刀具在進給運動中的相對位移量。vf=n*f(mm/min)切削深度ap:等于工件已加工表面與待加工表面間的垂直距。對于外圓車削ap=(dw-dm)/2(mm)對于鉆孔ap=dm/2(mm)式中dw---工件加工前直徑(mm);dm---工件加工后直徑(mm)。影響數控加工切削用量主要有下列(1)機床(2)刀具(3)工(4)切削液合理的切削用量

所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機床性能,在保證加工質量的前提下,獲得高的生產率和低的加工成本的切削用量。制訂切削用量,就是要在已經選擇好刀具材料和幾何角度的基礎上,合理地確定切削深度ap、進給量f和切削速度υc。切削用量三要素對刀具壽命影響的大小,按順序為v、f、ap。

因此,從保證合理的刀具壽命出發,在確定切削用量時,

首先應采用盡可能大的背吃刀量;

然后再選用大的進給量;

最后求出切削速度。切削用量三要素對刀具壽命影響切削用量制定的步驟背吃刀量的選擇(切削深度ap)進給量的選擇(F=fnz)切削速度的確定(1000V=n3.14D)切削深度ap的選擇切削深度應根據工件的加工余量來確定。粗加工時,除留下精加工余量外,一次走刀應盡可能切除全部余量。當加工余量過大,工藝系統剛度較低,機床功率不足,刀具強度不夠或斷續切削的沖擊振動較大時,可分多次走刀。(切削表面層有硬皮的鑄鍛件時,應盡量使ap大于硬皮層的厚度,以保護刀尖。)半精加工和精加工的加工余量一般較小時,可一次切除,但有時為了保證工件的加工精度和表面質量,也可采用二次走刀。進給量f的選擇切削深度選定后,接著就應盡可能選用較大的進給量f。粗加工時,由于作用在工藝系統上的切削力較大,進給量的選取受到下列因素限制;機床—刀具—工件系統的剛度,機床進給機構的強度,機床有效功率與轉矩,以及斷續切削時刀片的強度。半精加工和精加工時,最大進給量主要受工件加工表面粗糙度的限制多次走刀時,應盡量將第一次走刀的切削深度取大些,一般為總加工余量的2/3~3/4。

在中等功率的機床上、粗加工時的切削深度可達8~10mm,半徑加工(表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm)時,切削深度取為0.5~2mm,精加工(表面粗糙度為Ra1.6~0.8μm)時,切削深度取為0.1~0.4mm。切削速度υc的選擇在ap-和f選定以后,可在保證刀具合理耐用度的條件下,用計算的方法或用查表法確定切削速度υc的值。在具體確定υc值時,一般應遵循下述原則:1)粗車時,切削深度和進給量均較大,故選擇較低的切削速度;精車時,則選擇較高的切削速度。2)工件材料的加工性較差時,應選較低的切削速度。故加工灰鑄鐵的切削速度應較加工中碳鋼低,而加工鋁合金和銅合金的切削速度則較加工鋼高得多。3)刀具材料的切削性能越好時,切削速度也可選得越高。因此,硬質合金刀具的切削速度可選得比高速鋼高度好幾倍,而涂層硬質合金、陶瓷、金剛石個立方氧化硼刀具的切削速度又可選得比硬質合金刀具高許多。

此外,在確定精加工、半精加工的切削速度時,應注意避開積屑瘤和鱗刺產生的區域;

在易發生振動的情況下,切削速度應避開自激震動的臨界速度,

在加工帶硬皮的鑄鍛件時,加工大件、細長件和薄壁件時,以及斷續切削時,應選用較低的切削速度。在選擇切削用量時,考慮的側重點也應有所區別。

粗加工時,應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度,故一般優先選擇盡可能大的切削深度ap,其次選擇較大的進給量f,最后根據刀具耐用度要求,確定合適的切削速度。

精加工時,首先應保證工件的加工精度和表面質量要求,故一般選用較小的進給量f和切削深度ap,而盡可能選用較高的切削速度υc。刀具磨損的過程分為幾個階段?各階段的特點是什么?刀具磨損的過程刀具磨損形態(1)前刀面磨損(2)后刀面磨損(3)

前刀面和后主刀面同時磨損 (1)前刀面磨損 前刀面磨損是指切屑沿前刀面流出時,在刀具前刀面上經常會磨出一個月牙洼,如圖所示。 前刀面磨損 切削塑性材料時,當切削速度較高,切削厚度較大時較容易產生前刀面的磨損。前刀面磨損量的大小,用月牙洼的寬度KB和深度KT來表示。前刀面磨損 (2)后刀面磨損

如圖所示,在切削刃參加切削工作的各點上,一般后刀面磨損是不均勻的。在后刀面磨損帶中間部位的B區上,磨損比較均勻,平均磨損帶寬度以VB表示,而最大磨損帶寬度以VBmax表示。加工脆性材料時,由于形成崩碎切屑,一般出現后刀面的磨損;切削塑性材料時,當切削速度較低,切削厚度較薄時較容易產生后刀面的磨損。后刀面磨損刀具磨損的過程各階段的特點初期磨損階段:新刀后刀面存在粗糙不平及微裂紋,氧化脫碳等缺陷,切屑刃鋒利,后刀面與加工表面接觸面積較小,壓應力較大,后刀面的凸出部分很快被磨平,刀具磨損快。正常磨損階段:經過初磨后,刀具粗糙表面已經磨平,缺陷減少,進入緩慢的正常磨損階段,后刀面的磨損量與切削時間近似成比例增加。急劇磨損階段:刀具磨損帶增加到一定限度后,切削力迅速增大,磨損速度急劇增加,應及時換刀。磨鈍標準:直觀(火花振動嘯音加工表面粗糙度惡化)ISO標準1/2背吃刀量處的后刀面上測定的磨損帶寬度VB為刀具磨鈍標準。1、刀具磨損過程刀具的磨損形式雖然不同,但磨損過程的規律性卻很相似,一般分為初期磨損、正常磨損、急劇磨損三個階段,刀具的磨損過程分為初期磨損、正常磨損、急劇磨損三個階段

2、刀具耐用度在正常磨損階段后期、急劇磨損階段之前換刀或重磨,既可保證加工質量,又能充分利用刀具材料。衡量刀具的耐用度的指標通常有三個:刀具磨損限度、刀具耐用度、刀具壽命。3、影響刀具耐用度的因素影響刀具耐用度的因素很多,主要有工件材料、刀具材料、刀具幾何角度、切削用量以及是否使用切削液等因素。切削用量中切削速度V對刀具耐用度的影響最大。所以為了保證各種刀具所規定的耐用度,必須合理地選擇切削速度。影響刀具磨損的幾種原因1、刀具材料刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素,對于加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。2、刀具的幾何角度

(1)前角

(2)后角

3)螺旋角

(刀具幾何參數對刀具耐用度影響最大的是前角γo和主偏角Kr)磨損原因機械磨損:工件材料中硬質點的刻劃作用。熱化學磨損:由粘結、擴散、腐蝕等引起的(積屑瘤)(CoCW等擴散到切屑中被帶走)刀具磨損的分類刀具磨損分:磨料磨損、冷焊磨損、擴散磨損、氧化磨損及熱電磨損五個方面一磨料磨損切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度,但它們當中經常含有一些硬度極高的微小的硬質點,可在刀具表面刻劃出溝紋,這就是磨料磨損。硬質點有碳化物(如Fe3C、TiC、VC)、氮化物(如TiN、Si3N4)、氧化物(如SiO2、Al2O3)和金屬間化合物等。切削中的Ti(N、C)顆粒在刀具上起了耕犁作用。除了前刀面會有磨料磨損的現象,在后刀面上,同樣可以發現有由于磨料磨損而產生的的溝紋。磨料磨損在各種切削速度下都存在,但對低速切削的刀具(如拉刀、扳牙等),磨料是磨損的主要原因。這是由于低速切削時,切削溫度比較低,其他原因產生的磨損并不顯著,因而不是主要的。高速鋼刀具的硬度和耐磨度低于硬質合金、陶瓷等,故其磨料磨損所占的比重較大。二冷焊磨損切削時,切屑、工件與前、后刀面之間,存在很大的壓力和強烈的摩擦,因而它們之間會發生冷焊。由于摩擦面之間有相對的運動,冷焊結將產生破裂被一方帶走,從而造成冷焊磨損。一般來說,工件材料或切屑的硬度較刀具材料的硬度低,冷焊結的破裂往往發生在工件或切屑這方。但由于交變能力、接觸疲勞、熱應力以及刀具表層結構缺陷等原因,冷焊結的破裂也可能發生在刀具這一方,刀具材料的顆粒被切屑或工件帶走,從而造成刀具磨損。冷焊磨損一般在中等偏低的切削

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