數(shù)控程編時(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。切削用量包括切削速度、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1、切削用量的選擇原則
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。
從刀具的耐用度出發(fā),切削用量的選擇順序是:先確定背吃刀量,其次確定進(jìn)給量,然后確定切削速度。
2、背吃刀量的確定
背吃刀量由機(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。
確定背吃刀量的原則:
(1)在工件表面粗糙度值要求為Ra12.5μm~25μm時(shí),如果數(shù)控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但在余量較大,工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí),可分多次進(jìn)給完成。
(2)在工件表面粗糙度值要求為Ra3.2μm~12.5μm時(shí),可分粗加工和半精加工兩步進(jìn)行。粗加工時(shí)的背吃刀量選取同前。粗加工后留0.5mm~1.0mm余量,在半精加工時(shí)切除。
(3)在工件表面粗糙度值要求為Ra0.8μm~3.2μm時(shí),可分粗加工、半精加工、精加工三步進(jìn)行。半精加工時(shí)的背吃刀量取1.5mm~2mm。精加工時(shí)背吃刀量取0.3mm~0.5mm。
3、進(jìn)給量的確定
進(jìn)給量主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料選取。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100~200m/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20~50m/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20~50m/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),可以選擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的高進(jìn)給速度。
4、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
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然后后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。
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),以形成好的切削用量。
參考公式:
(一)背吃刀量(切削深度)ap工件已加工表面與待加工表面間的垂直距離稱為背吃刀量。背吃刀量是通過切削刃基點(diǎn)并垂直于工作平面的方向上測(cè)量的吃刀量,是每次進(jìn)給時(shí)車刀切入工件的深度,故又稱為切削深度。根據(jù)此定義,如在縱向車外圓時(shí),其背吃刀量可按下式計(jì)算:
a p = ( d w — d m ) /2式中 a p——背吃刀量( mm );d w ——工件待加工表面直徑( mm );
dm ——工件已加工表面直徑( mm )。例一:已知工件待加工表面直徑為 Φ95mm;現(xiàn)一次進(jìn)給車至直徑為 Φ90mm,求背吃刀量。解:a p = ( d w — d m ) /2= (95 —90) /2=2.5mm(二)進(jìn)給量 f
工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí),刀具與工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量。根據(jù)進(jìn)給方向的不同,分為縱進(jìn)給量和橫進(jìn)給量,縱進(jìn)給量是指沿車床床身導(dǎo)軌方向的進(jìn)給量,橫進(jìn)給量是指垂直于車床床身導(dǎo)軌方向的進(jìn)給量。(注)進(jìn)給速度 v f 是指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
v f=fn
式中 v f ——進(jìn)給速度( mm/s );
n ——主軸轉(zhuǎn)速( r/s );
f ——進(jìn)給量( mm /s)。(三)切削速度 v c
切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。計(jì)算公式如下
v c=( π d w n )/1000
式中 v c ——切削速度 (m/min) ;
dw ——工件待加工表面直徑( mm );
n ——工件轉(zhuǎn)速( r/min)。
在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最,大切削速度為準(zhǔn),如車削時(shí)以待加工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)榇颂幩俣雀撸毒吣p快。例二:車削直徑為Φ60mm的工件的外圓,選定的車床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min,求vc.解:v c=( π d w n )/1000 = 3.14x60x600/1000 = 113 m/min在實(shí)際生產(chǎn)中,往往是已知工件直徑的,根據(jù)工件材料,刀具材料和加工要求等因素選定切削速度,再將切削速度換算成車床主軸轉(zhuǎn)速,以便調(diào)整車床,得到已下式子:n=( 1000v c)/ π d w例三:在CA6140型臥式車床上車削Φ260mm的帶輪外圓,選擇vc為90m/min,求n。解:n=( 1000v c)/ π d w=(1000x90)/ (3.14x260) =110r/min計(jì)算出車床主軸轉(zhuǎn)速后,應(yīng)選取與銘牌上接近的值,即選取n=100r/min作為車床的實(shí)際轉(zhuǎn)速。三、小結(jié):切削用量1.背吃刀量ap(mm) ap= (dw - dm) / 2 (mm)2.進(jìn)給量 f(mm/r)3.切削速度vc(m/min) Vc=∏dn/1000(m/min)n=1000vc/∏d(r/min)