2017年5月31日

切削三要素對機床加工效率的影響

一、切削速度(線速度)Vc(m/min);切削刃的選定點相對工件的主運動的瞬時速度。 Vc=πDn/1000 (m/min) D - 刀具或工件直徑(mm) n - 主軸轉速(r/min) 說明:切削速度可以確定主軸轉速。大部分刀具廠商的樣本對每種刀具及加工相應材料都推薦了切削速度，但在實際應用中往往達不到其推薦值.這是因為其所取刀具耐用度值較低。刀具廠商所取的切削速度多為最大生產率時采用，此時刀具耐用度低，所以一般選擇時需乘以一個修正系數Co。 Vc x Tm=Co 式中;T - 刀具耐用度(min) m -指數，表示V對T的影響程度 Co一修正系數.與刀具、工件材料和切削條件有關指數m表示V對T的影響程度.耐熱性愈差的刀具材料其m值愈小.而切削速度V對刀具耐用度T的影響就愈大。對高速鋼刀具m=0.1-0.125;硬質合金刀具m=0.2-0.4:陶瓷刀具m=0.4, 例:某廠商硬質合金刀片，刀片耐用度為15min時推薦切削速度為290m/min。根據樣本推算其指數m值為0.3，當我們取刀具耐用度為60min時.切削速度為建議切削速度或進給量應按樣本推薦值70%-80%進行試切削，待切削狀況穩定后再將切削速度或進給量逐一調升。二、進給量 f (mm/r)或F (mm/min);工件或刀具的每一轉或每一往復行程的時間內.刀具與工件之間沿進給運動方向的相對位移。 F=fn=fz Zn(mm/min) n - 主軸轉速(r/min) fz - 刀具每齒進給量 z - 刀其齒數說明:可以確定加工速度。粗加工時，在工藝系統剛度和強度允許的情況下.可選用較大進給量，反之適當減少。半精加工和精加工的進給量受到工件加工精度和表面粗糙度限制。不同的刀尖半徑在進給增加時，其表面殘留高度(粗糙度)也相應增加。表面粗糙度理論值Rmax計算公式; 式中:Rmax - 殘留表面高度 re - 刀尖半徑(mm) 三、背吃刀量(切深)ap(mm):工件待加工表面與已加工表面之間的垂直距離。 ap=(D-d)/2 (mm) D - 工件待加工表面直徑 d - 工件已加工表面距離說明:背吃刀量可以確定加工深度。一般情況下，在機床剛度、刀片形狀允許時，粗加工切深應在保留半精加工、精加工余量后，盡量一次切除.如果總加工余量太大，一次切去所有加工余量會產生明顯的振動，甚至刀具強度不允許、機床功率不夠，則可分成兩次或幾次粗加工。但第一次切削深度應盡量大，以消除表面硬皮，切除沙眼氣孔等缺陷，從而保護刀尖不與毛坯接觸。半精加工和精加工，其切削深度是根據加工精度和表面粗糙度要求，由粗加工后留下余量確定的。最后一次切削深度不宜太小，否則會產生刮擦，影響加工表面的粗糙度。四、切削用量三要素與刀具耐用度之間的關系要使切削時間最短，即材料去除量最大，必須使Vc, f, ap的乘積為最大。提高Vc, f, ap都能提高生產率。但是對刀具耐用度的影響三者是不相同的。通常情況下，切削速度增加20%刀片磨損增加50%;進給增加20%刀片磨損增加20%:切深增加50%刀片磨損增加20%. 切削用量與刀具耐用度的一般關系式為; 式中:T - 刀具使用時間 CR - 刀具耐用度系數，與刀具、工件材料和切削條件有關。 X、Y、Z一指數,分別表示各切削用量對刀具耐用度的影響程度。式中，x>Y>Z，切削速度Vc對刀具耐用度的影晌最大，進給量f次之，吃刀深度ap影響最小。所以在提高加工效率時，其選擇順序應為;首先盡量選用最大吃刀深ap(要考慮到機床功率及零件裝夾剛性滿足的條件下)，然后根據加工條件選用最大的進給量，最后才在刀具耐用度或機床功率所允許的情況下選取最大切削速度Vc, 切削參數選擇的合理與否對切削加工的生產效率、加工成本以及保障產品的質量至關重要，采用合理的切削參數可以明顯的降低加工成本，提高加工效率。

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