切削用量及选择.ppt

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1、切削用量的确定,切削用量是指切削速度 Vc 、进给量 f （或进给速度Vf ） 、背吃刀量 ap 三者的总称。 切削用量的选择就是确定工序的背吃刀量 ap，进给量 f、切削速度 Vc，以及刀具耐用度。合理选择切削用量，对充分发挥机床和刀具的性能，提高生产效率，降低生产成本有很大的益处。,前 言,一、切削用量三要素,（1）切削用量及切削用量三要素 切削用量是指切削速度 Vc 、进给量 f （或进给速度Vf ）、背吃刀量ap三者的总称，也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。在切削加工中，需要根据不同的工件材料、刀具材料和其他技术、经济要求来选择适宜的切削用

2、量。 有缘学习更多关注桃报：奉献教育（店铺）,（2）切削速度Vc 金属切削过程中，刀具相对于工件的瞬间移动速度。通常以Vc表示。,（3）进给量 f 工件或刀具每转一周，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。,（4）背吃刀量 ap 已加工表面与待加工表面间垂直距离。,（5）进给速度Vf 进给速度是指切削刃上选定点相对工件进给运动的即时速度。,切削用量、切削用量三要素（vc，f，ap）,切削速度Vc,（1）切削速度 Vc,金属切削过程中，刀具相对于工件的瞬间移动速度。通常以Vc表示。 切削速度对刀具的使用寿命影响很大，随着切削速度提高，切削温度提高很快，摩擦加剧，使刀具迅速磨损。 有缘学习更多关

3、注桃报：奉献教育（店铺）,切削速度Vc,Vc=*d*n 是圆周率，取3.14 d 是工件直径或刀具直径，单位是：毫米 n是转速，单位是：转/分 一般Vc的单位用米/分，而d的单位一般用毫米，所以有时候也写成： Vc=*d*n/1000 在加工中，切削线速度Vc和工件直径d（或刀具直径d）及转速n成正比。所以在切削速度一定的情况下，工件或刀具直径越大，在加工时通常要采用较低的转速。,（2）切削速度 Vc 计算公式,（1）进给量 f 进给量是工件或刀具每转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）,进给量 f,（2）进给速度 Vf 进给速度是单位时间的进给量，单位是mm/min

4、（毫米/分钟）,Vf = fn = fzzn,进给量 f,（3）每齿进给量 fz 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还规定每一个刀 齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。 有缘学习更多关注桃报：奉献教育（店铺）,（4）进给速度 Vf 计算公式,背吃刀量 ap,外圆柱表面车削的背吃刀量：ap=（dw-dm)/2(mm) 钻孔加工的背吃刀量为：ap=dm/2(mm) 其中：dm已加工表面直径(mm) dw待加工表面直径(mm),（1）背吃刀量,背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm.,（2）背吃刀

5、量的计算方法,背吃刀量 ap,1、 切削用量对劳动生产率的影响,切削用量三要素vc、f 、ap 虽然对加工质量、刀具耐用度和生产效率均有直接的影响，但影响程度却不同，且它们又是相互联系，相互制约，不可能都选择的很大，因此，就存在着从不同角度出发，去优先选择三者之中的某一个切削要素。,为提高生产效率，可以适当增加背吃刀量ap，减少走刀数，但是当加工余量太大、加工余量不均匀或工艺系统刚性不足时，为避免振动需要分两次或多次走刀完成。,提示：在刀具强度，机床刚性保证的情况下，尽可能增加背吃刀量 ap、进给量 f 、适中的切削速度vc。,二、切削用量的选择,2、切削用量对零件精度、表面粗糙度的影响,对零

6、件精度、表面粗糙度，首先从进给量 f （进给速度 Vf）着手分析，进给量 f 的确定，主要受到表面粗糙度的制约，为提高零件的粗糙度，进给量必须选择得当。在三要素中，吃刀量 ap 通常根据加工余量确定，在吃刀量和进给量确定后，在保证刀具的耐用度的前提下，确定合理的切削速度 vc 。 有缘学习更多关注桃报：奉献教育（店铺）,3、 切削用量对刀具耐用度的影响,（1）刀具耐用度,所谓刀具耐用度，是指一把新刀从开始切削直到磨损量达到磨损标准为止，在这期间所使用的总的切削时间，用T表示。,（2） 切削速度vc与刀具耐用度的关系,切削速度是影响刀具耐用度的主要因素，其原因是当提高切削速度时，单位时间的金属去

7、除率会成正比例增加，刀具与工件间的摩擦加剧，消耗于金属变形和摩擦的无用功增加，因而产生过多的热量。因此，提高切削速度的结果是：摩擦热大量的积聚在切屑底层而来不及传导出去，从而使切削温度急剧升高，使刀具的耐用度大大降低。,3、切削用量对刀具耐用度的影响,（3） 进给量f与刀具耐用度的关系,当增大进给量后，切屑厚度增大，由切屑带着走的热量增多，同时切屑与前刀面的接触长度增加，散热面积增大。通过测试得知，切削温度随进给量的增加而升高，但温度的升高幅度不及切削速度显著。,（4 ）背吃刀量ap与刀具耐用度的关系,背吃刀量对切削温度的影响很小。这是因为背吃刀量增大后，切削区产生的热量虽然成正比增加，但因为

8、切削刃参加切削工作的长度也成正比增加，从而改善了散热条件，因此切削温度上升甚微。,综上所述，凡是影响切削温度因素，都影响刀具磨损，因而也影响刀具耐用度。,切削用量的选择：总的要求,保证安全，不致发生人身事故或设备事故；保证加工质量。在上述 两项要求的前提下充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，选用较大的切削用量以提高生产率；不应超负荷工作，不能产生过大的变形和震动。,选择切削用量的基本原则是首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要在机床动力和刚度允许的范围内，同时又满足已加工表面粗糙度的要求的情况下，选取尽可能大的进给量，最后利用切削用量手册选取或用公式计算确定最佳切削速度。,切削用量的选择：基本原则

9、,切削用量的选择：一般原则, 切削用量选择的原则是提高生产率，即切削时间缩短。 对于粗加工来说，要尽可能保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。 半精加工、精加工时首先要保证加工精度和表面质量，同时应兼顾必要的刀具耐用度和生产效率，此时的背吃刀量根据粗加工留下的余量确定。为了减小工艺系统的弹性变形，减小已加工表面的残留面积，半精加工尤其是精加工，一般多采用较小的背吃刀量和进给量。为抑制积屑瘤和鳞制的产生，用硬质合金刀具进行精加工时一般多采用较高的切削速度；高速钢刀具则一般多采用较低的切削速度。 有缘学习更多关注桃报：奉献教育（店铺）,背吃刀量根据加工余量确定。, 在粗加工时，一次走刀应尽可能切

10、去全部加工余量。,下列情况可分几次走刀： 加工余量太大，一次走刀切削力太大，会产生机床功率不足或刀具强度不够时； 工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，以致引起很大振动时，如加工细长轴或薄壁工件； 断续切削，刀具受到很大的冲击而造成打刀时。, 分二次走刀，第一次的ap应比第二次大，第二次的ap可取加工余量的1/31/4左右。 切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以防刀刃过早磨损或破损。 在半精加工时，ap=0.52 mm 。 在精加工时，ap=0.10.4 mm 。,切削用量的选择：吃刀量的选择,粗加工时，对工件表面质量没有太高要求，这

11、时切削力往往很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。这一进给量要受到下列一些因素的限制：机床进给机构的强度、刀具的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度及工件的装夹刚度等。,切削用量的选择：进给量的选择,精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。,实际生产中，进给量常常根据经验选取。然而，按经验确定的粗加工进给量在一些特殊情况下，如切削力很大、工件长径比很大、刀杆伸出长度很大时，有时还需对选定的进给量进行修正。,根据已选定的背吃刀量 ap、进给量 f，查切削手册可得切削速度 Vc,切削速度的选择, 粗加工时，ap 、f 较大，所以Vc较低，精加工时，ap 、f较小，所以V

12、c较高。 工件材料强度、硬度较高时，应选较低的Vc；反之，Vc较高。 刀具材料的切削性能愈好，Vc也选得愈高。 此外，在选择Vc时，还应考虑以下几点： 精加工时，应尽量避免积屑瘤和鳞刺产生的区域。 断续切削时，为减小冲击和热应力，宜适当降低Vc。 在易发生振动情况下，Vc应避开自激振动的临界速度。 加工大件、细长件、薄壁件以及带外皮的工件时，应选用较低的Vc。,切削速度参数表,粗车进给量参数表,精车进给量参数表,铣削钢的进给量参数表,切削参数表,切削参数表,实例,例1：计算切削速度Vc 已知： d=20 mm， n=1500r/min， 求Vc,例2：求转速n 已知：Vc=180 m/min

13、d=30mm 求：转速n,解：Vc= dn/1000=3.14*20*1500/1000=94.2(m/min),解：由Vc=dn/1000 得 n=1000Vc/d n=1000Vc/d=1000*180/(3.14*30)=1910r/min,例3：求进给量 fz 及 Vc 已知：20 高速钢立铣刀，转速n=200r/min，F=25mm/min，加工材料：40Cr,求： 每齿进给量 fz ，切削速度 Vc 解：由 Vf=fn=fzzn 得 fz=Vf/Zn,Vf=F fz=Vf/Zn=25/(3*200)=0.0416 mm/r Vc= dn/1000=3.14*20*200/1000=

14、12.566(m/min),例4：求进给量 F及 转速 n 已知：20，2刃硬质合金立铣刀，加工材料：40Cr 求： 进给量F及转速n,解：查表得：VC = 55 m/min , fz = 0.1 mm/min 由Vc =dn/1000 得 n = 1000 Vc/d n = 1000Vc /d = 1000*55/(3.14*20)= 875 r/min Vf=fn=fzzn=0.1*2*875=175mm/min,三、螺纹车削切削用量的确定,1主轴转速 因数控机床系统和结构等原因，车削螺纹时主轴的转速有一定的限制，该限制因机床的种类而异。大多数经济型数控车床的数控系统，推荐切削螺纹时的主轴

15、转速为：,2螺纹牙型高度（螺纹总切深） 螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。螺纹实际牙型高度可按下式计算： 有缘学习更多关注桃报：奉献教育（店铺） h=0.6495P,螺纹牙型高度示意图,第三节 数控车削切削用量的确定,3径向起点和终点的确定 对于外螺纹加工中，径向起点(编程大径)的确定决定于螺纹大径；径向终点(编程小径)的确定决定于螺纹小径。 对于普通螺纹可用粗略算法来编制程序。通常螺纹大径D比公称尺寸减小0.12P，螺纹小径的确定根据下式来确定。 d1=M-2h,4分段切削背吃刀量 如果牙型较深，螺距较大，可分几次进给。每次进给背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀

16、量所得的差按递减规律分配。,常用螺纹切削进给次数与背吃刀量可参考表3-7表3-9,螺纹分段切削示意图,1. 切削用量确定的步骤,背吃刀量的选择 进给量的选择切削速度的确定校验,2. 提高切削用量的途径, 采用切削性能更好的新型刀具材料； 在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性； 改善冷却润滑条件； 改进刀具结构，提高刀具制造质量。,总结,1.什么是切削三要素？如何确定？ 2.已知：外圆车削，切削前工件直径dw=80mm，要求切削后工件直径dm=78 mm，一次切除余量，假定工件转速n=300 r/min，刀具进给速度Vf=60mm/min，求：切削用量三要素。 有缘学习更多关注桃报：奉献教育（店铺）,作业,1. 切削速度，背吃刀量，进给量 2.解： （1）已知dw=80mm，n=300r/min 则Vc= dwn/1000=（3.1480300）/1000=75.36（m/min） （2）已知Vf=60mm/min 则fz=vf/n=60300=0.2（mm/r） （3）已知dw=80mm，dm=78mm， 则ap=1/2（dw-dm）=1/2(80-78)=1(mm),5.作业答案,THE END,2013.8,谢谢大家！,