切削速度,吃刀量,进给速度三者关系及计算公式
粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
从刀具的耐用度出发,切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量,其次确定进给量,最后确定切削速度。
2、背吃刀量的确定
背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
确定背吃刀量的原则:
(1)在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时,如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大,工艺系统刚性较差或机床动力不足时,可分多次进给完成。
(2)在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm~12.5μm时,可分粗加工和半精加工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm~1.0mm余量,在半精加工时切除。
(3)在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm~3.2μm时,可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm~2mm。精加工时背吃刀量取0.3mm~0.5mm。
3、进给量的确定
进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。
确定进给速度的原则:
1)当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100~200m/min范围内选取。
2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20~50m/min范围内选取。
3)当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20~50m/min范围内选取。
4)刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。
4、主轴转速的确定
主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:
n=1000v/πD
v----切削速度,单位为m/min,由刀具的耐用度决定;
n-- -主轴转速,单位为 r/min;
D----工件直径或刀具直径,单位为mm。
计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。
总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。
参考公式:
a p = ( d w — d m ) /2
dm ——工件已加工表面直径( mm )。
工件或刀具每转一周时,刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。
v f=fn
式中 v f ——进给速度( mm/s );
n ——主轴转速( r/s );
f ——进给量( mm /s)。
切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下
v c=( π d w n )/1000
式中 v c ——切削速度 (m/min) ;
dw ——工件待加工表面直径( mm );
n ——工件转速( r/min)。
在计算时应以最大的切削速度为准,如车削时以待加工表面直径的数值进行计算,因为此处速度最高,刀具磨损最快。