切削用量及選擇課件.ppt

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1、 切 削 用 量 是 指 切 削 速 度 Vc 、 進(jìn) 給 量 f （ 或 進(jìn) 給 速 度 Vf ）、 背 吃 刀 量 ap 三 者 的 總 稱 。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 、 進(jìn) 給 量 f （ 或 進(jìn) 給 速 度 Vf ） 、背 吃 刀 量 ap三 者 的 總 稱 ， 也 稱 為 切 削 用 量 三 要 素 。 它 是 調(diào)整 刀 具 與 工 件 間 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 速 度 和 相 對(duì) 位 置 所 需 的 工 藝 參 數(shù) 。在 切 削 加 工 中 ， 需 要 根 據(jù) 不 同

2、 的 工 件 材 料 、 刀 具 材 料 和 其他 技 術(shù) 、 經(jīng) 濟(jì) 要 求 來 選 擇 適 宜 的 切 削 用 量 。 （ 2） 切 削 速 度 Vc 金 屬 切 削 過 程 中 ， 刀 具 相 對(duì) 于 工 件 的 瞬 間 移 動(dòng) 速 度 。 通 常以 Vc表 示 。 （ 3） 進(jìn) 給 量 f 工 件 或 刀 具 每 轉(zhuǎn) 一 周 ， 刀 具 與 工 件 在 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 上 的相 對(duì) 位 移 量 。 （ 4） 背 吃 刀 量 ap 已 加 工 表 面 與 待 加 工 表 面 間 垂 直 距 離 。（ 5） 進(jìn) 給 速 度 Vf 進(jìn) 給 速 度 是 指 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn)

3、相 對(duì) 工 件 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 的 即 時(shí)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 屬 切 削 過 程 中 ， 刀 具 相 對(duì) 于 工 件 的 瞬 間 移 動(dòng) 速 度 。 通常 以 Vc表 示 。切 削 速 度 對(duì) 刀 具 的 使 用 壽 命 影 響 很 大 ， 隨 著 切 削 速 度 提高 ， 切 削 溫 度 提 高 很 快 ， 摩 擦 加 劇 ， 使 刀 具 迅 速 磨 損 。 切 削 速 度 Vc Vc=*d*n是 圓 周 率 ， 取 3.14d 是 工 件 直 徑 或 刀 具 直 徑

4、， 單 位 是 ： 毫 米n是 轉(zhuǎn) 速 ， 單 位 是 ： 轉(zhuǎn) /分一 般 Vc的 單 位 用 米 /分 ， 而 d的 單 位 一 般 用 毫 米 ， 所 以 有時(shí) 候 也 寫 成 ： Vc=*d*n/1000在 加 工 中 ， 切 削 線 速 度 Vc和 工 件 直 徑 d（ 或 刀 具 直 徑 d）及 轉(zhuǎn) 速 n成 正 比 。 所 以 在 切 削 速 度 一 定 的 情 況 下 ， 工 件或 刀 具 直 徑 越 大 ， 在 加 工 時(shí) 通 常 要 采 用 較 低 的 轉(zhuǎn) 速 。（ 2） 切 削 速 度 Vc 計(jì) 算 公 式 （ 1） 進(jìn) 給 量 f進(jìn) 給 量 是 工 件 或 刀 具 每 轉(zhuǎn)

5、 一 周 時(shí) 兩 者 沿 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 的相 對(duì) 位 移 ， 單 位 是 mm/r（ 毫 米 /轉(zhuǎn) ）進(jìn) 給 量 f （ 2） 進(jìn) 給 速 度 Vf進(jìn) 給 速 度 是 單 位 時(shí) 間 的 進(jìn) 給 量 ， 單 位 是 mm/min（ 毫 米 /分 鐘 ） Vf = fn = fzzn 進(jìn) 給 量 f （ 3） 每 齒 進(jìn) 給 量 fz對(duì) 于 銑 刀 、 鉸 刀 、 拉 刀 、 齒 輪 滾 刀 等 多 刃 切 削 工 具 ， 在 它 們 進(jìn)行 工 作 時(shí) ， 還 規(guī) 定 每 一 個(gè) 刀齒 的 進(jìn) 給 量 fz， 即 后 一 個(gè) 刀 齒 相 對(duì) 于 前 一 個(gè) 刀 齒 的 進(jìn) 給 量 ，

6、單 位是 mm/z(毫 米 /齒 )。 （ 4） 進(jìn) 給 速 度 Vf 計(jì) 算 公 式 背 吃 刀 量 ap 外 圓 柱 表 面 車 削 的 背 吃 刀 量 ： ap=（ dw-dm)/2(mm) 鉆 孔 加 工 的 背 吃 刀 量 為 ： ap=dm/2(mm) 其 中 ： dm已 加 工 表 面 直 徑 (mm) dw待 加 工 表 面 直 徑 (mm)（ 1） 背 吃 刀 量背 吃 刀 量 ap為 工 件 上 已 加 工 表 面 和 待 加 工 表 面 間 的 垂 直 距離 ， 單 位 為 mm.（ 2） 背 吃 刀 量 的 計(jì) 算 方 法 背 吃 刀 量 ap 1、 切 削 用 量 對(duì)

7、 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 的 影 響切 削 用 量 三 要 素 vc、 f 、 ap 雖 然 對(duì) 加 工 質(zhì) 量 、 刀 具 耐 用度 和 生 產(chǎn) 效 率 均 有 直 接 的 影 響 ， 但 影 響 程 度 卻 不 同 ， 且 它們 又 是 相 互 聯(lián) 系 ， 相 互 制 約 ， 不 可 能 都 選 擇 的 很 大 ， 因 此 ，就 存 在 著 從 不 同 角 度 出 發(fā) ， 去 優(yōu) 先 選 擇 三 者 之 中 的 某 一 個(gè)切 削 要 素 。為 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 可 以 適 當(dāng) 增 加 背 吃 刀 量 ap， 減 少 走 刀 數(shù) ，但 是 當(dāng) 加 工 余 量 太 大 、 加 工 余 量

8、 不 均 勻 或 工 藝 系 統(tǒng) 剛 性 不足 時(shí) ， 為 避 免 振 動(dòng) 需 要 分 兩 次 或 多 次 走 刀 完 成 。提 示 ： 在 刀 具 強(qiáng) 度 ， 機(jī) 床 剛 性 保 證 的 情 況 下 ， 盡 可 能 增 加背 吃 刀 量 a p、 進(jìn) 給 量 f 、 適 中 的 切 削 速 度 vc。 二 、 切 削 用 量 的 選 擇 2、 切 削 用 量 對(duì) 零 件 精 度 、 表 面 粗 糙 度 的 影 響對(duì) 零 件 精 度 、 表 面 粗 糙 度 ， 首 先 從 進(jìn) 給 量 f （ 進(jìn) 給 速 度 Vf）著 手 分 析 ， 進(jìn) 給 量 f 的 確 定 ， 主 要 受 到 表 面 粗

9、糙 度 的 制 約 ，為 提 高 零 件 的 粗 糙 度 ， 進(jìn) 給 量 必 須 選 擇 得 當(dāng) 。 在 三 要 素 中 ，吃 刀 量 ap 通 常 根 據(jù) 加 工 余 量 確 定 ， 在 吃 刀 量 和 進(jìn) 給 量 確 定 后 ，在 保 證 刀 具 的 耐 用 度 的 前 提 下 ， 確 定 合 理 的 切 削 速 度 vc 。 3、 切 削 用 量 對(duì) 刀 具 耐 用 度 的 影 響（ 1） 刀 具 耐 用 度所 謂 刀 具 耐 用 度 ， 是 指 一 把 新 刀 從 開 始 切 削 直 到 磨 損 量達(dá) 到 磨 損 標(biāo) 準(zhǔn) 為 止 ， 在 這 期 間 所 使 用 的 總 的 切 削 時(shí)

10、間 ，用 T表 示 。（ 2） 切 削 速 度 vc與 刀 具 耐 用 度 的 關(guān) 系切 削 速 度 是 影 響 刀 具 耐 用 度 的 主 要 因 素 ， 其 原 因 是 當(dāng) 提 高切 削 速 度 時(shí) ， 單 位 時(shí) 間 的 金 屬 去 除 率 會(huì) 成 正 比 例 增 加 ， 刀具 與 工 件 間 的 摩 擦 加 劇 ， 消 耗 于 金 屬 變 形 和 摩 擦 的 無 用 功增 加 ， 因 而 產(chǎn) 生 過 多 的 熱 量 。 因 此 ， 提 高 切 削 速 度 的 結(jié) 果是 ： 摩 擦 熱 大 量 的 積 聚 在 切 屑 底 層 而 來 不 及 傳 導(dǎo) 出 去 ， 從而 使 切 削 溫 度

11、急 劇 升 高 ， 使 刀 具 的 耐 用 度 大 大 降 低 。 3、 切 削 用 量 對(duì) 刀 具 耐 用 度 的 影 響（ 3） 進(jìn) 給 量 f與 刀 具 耐 用 度 的 關(guān) 系當(dāng) 增 大 進(jìn) 給 量 后 ， 切 屑 厚 度 增 大 ， 由 切 屑 帶 著 走 的 熱 量 增多 ， 同 時(shí) 切 屑 與 前 刀 面 的 接 觸 長 度 增 加 ， 散 熱 面 積 增 大 。通 過 測(cè) 試 得 知 ， 切 削 溫 度 隨 進(jìn) 給 量 的 增 加 而 升 高 ， 但 溫 度的 升 高 幅 度 不 及 切 削 速 度 顯 著 。（ 4 ） 背 吃 刀 量 ap與 刀 具 耐 用 度 的 關(guān) 系背

12、吃 刀 量 對(duì) 切 削 溫 度 的 影 響 很 小 。 這 是 因 為 背 吃 刀 量 增 大后 ， 切 削 區(qū) 產(chǎn) 生 的 熱 量 雖 然 成 正 比 增 加 ， 但 因 為 切 削 刃 參加 切 削 工 作 的 長 度 也 成 正 比 增 加 ， 從 而 改 善 了 散 熱 條 件 ，因 此 切 削 溫 度 上 升 甚 微 。綜 上 所 述 ， 凡 是 影 響 切 削 溫 度 因 素 ， 都 影 響 刀 具 磨 損 ， 因 而 也 影 響 刀 具 耐 用 度 。 切 削 用 量 的 選 擇 ： 總 的 要 求保 證 安 全 ， 不 致 發(fā) 生 人 身 事 故 或 設(shè) 備 事 故 ； 保 證

13、 加 工 質(zhì) 量 。在 上 述 兩 項(xiàng) 要 求 的 前 提 下 充 分 發(fā) 揮 機(jī) 床 的 潛 力 和 刀 具 的 切削 性 能 ， 選 用 較 大 的 切 削 用 量 以 提 高 生 產(chǎn) 率 ； 不 應(yīng) 超 負(fù) 荷工 作 ， 不 能 產(chǎn) 生 過 大 的 變 形 和 震 動(dòng) 。 選 擇 切 削 用 量 的 基 本 原 則 是 首 先 選 取 盡 可 能 大 的 背 吃 刀 量 ；其 次 要 在 機(jī) 床 動(dòng) 力 和 剛 度 允 許 的 范 圍 內(nèi) ， 同 時(shí) 又 滿 足 已 加工 表 面 粗 糙 度 的 要 求 的 情 況 下 ， 選 取 盡 可 能 大 的 進(jìn) 給 量 ，最 后 利 用 切 削

14、 用 量 手 冊(cè) 選 取 或 用 公 式 計(jì) 算 確 定 最 佳 切削 速 度 。 切 削 用 量 的 選 擇 ： 基 本 原 則 切 削 用 量 的 選 擇 ： 一 般 原 則 切 削 用 量 選 擇 的 原 則 是 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 即 切 削 時(shí) 間 縮 短 。 對(duì) 于 粗 加 工 來 說 ， 要 盡 可 能 保 證 較 高 的 金 屬 切 除 率 和 必要 的 刀 具 耐 用 度 。 半 精 加 工 、 精 加 工 時(shí) 首 先 要 保 證 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 ，同 時(shí) 應(yīng) 兼 顧 必 要 的 刀 具 耐 用 度 和 生 產(chǎn) 效 率 ， 此 時(shí) 的 背 吃 刀量 根

15、 據(jù) 粗 加 工 留 下 的 余 量 確 定 。 為 了 減 小 工 藝 系 統(tǒng) 的 彈 性變 形 ， 減 小 已 加 工 表 面 的 殘 留 面 積 ， 半 精 加 工 尤 其 是 精 加工 ， 一 般 多 采 用 較 小 的 背 吃 刀 量 和 進(jìn) 給 量 。 為 抑 制 積 屑 瘤和 鱗 制 的 產(chǎn) 生 ， 用 硬 質(zhì) 合 金 刀 具 進(jìn) 行 精 加 工 時(shí) 一 般 多 采 用較 高 的 切 削 速 度 ； 高 速 鋼 刀 具 則 一 般 多 采 用 較 低 的 切 削 速度 。 背 吃 刀 量 根 據(jù) 加 工 余 量 確 定 。 在 粗 加 工 時(shí) ， 一 次 走 刀 應(yīng) 盡 可 能

16、切 去 全 部 加 工 余 量 。 下 列 情 況 可 分 幾 次 走 刀 ： 加 工 余 量 太 大 ， 一 次 走 刀 切 削 力 太 大 ， 會(huì) 產(chǎn) 生 機(jī) 床 功 率 不 足 或 刀 具強(qiáng) 度 不 夠 時(shí) ； 工 藝 系 統(tǒng) 剛 性 不 足 ， 或 加 工 余 量 極 不 均 勻 ， 以 致 引 起 很 大 振 動(dòng) 時(shí) ，如 加 工 細(xì) 長 軸 或 薄 壁 工 件 ； 斷 續(xù) 切 削 ， 刀 具 受 到 很 大 的 沖 擊 而 造 成 打 刀 時(shí) 。 分 二 次 走 刀 ， 第 一 次 的 ap應(yīng) 比 第 二 次 大 ， 第 二 次 的 ap可 取 加 工 余 量的 1/3 1/4左

17、右 。 切 削 表 層 有 硬 皮 的 鑄 鍛 件 或 切 削 不 銹 鋼 等 冷 硬 較 嚴(yán) 重 的 材 料 時(shí) ， 應(yīng) 盡 量 使 背 吃 刀 量 超 過 硬 皮 或 冷 硬 層 厚 度 ， 以 防 刀 刃 過 早 磨 損 或 破 損 。 在 半 精 加 工 時(shí) ， ap=0.5 2 mm 。 在 精 加 工 時(shí) ， ap=0.1 0.4 mm 。 切 削 用 量 的 選 擇 ： 吃 刀 量 的 選 擇 粗 加 工 時(shí) ， 對(duì) 工 件 表 面 質(zhì) 量 沒 有 太 高 要 求 ， 這 時(shí) 切 削 力 往往 很 大 ， 合 理 的 進(jìn) 給 量 應(yīng) 是 工 藝 系 統(tǒng) 所 能 承 受 的 最 大

18、 進(jìn) 給量 。 這 一 進(jìn) 給 量 要 受 到 下 列 一 些 因 素 的 限 制 ： 機(jī) 床 進(jìn) 給 機(jī)構(gòu) 的 強(qiáng) 度 、 刀 具 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 、 硬 質(zhì) 合 金 或 陶 瓷 刀 片 的 強(qiáng)度 及 工 件 的 裝 夾 剛 度 等 。 切 削 用 量 的 選 擇 ： 進(jìn) 給 量 的 選 擇精 加 工 時(shí) ， 最 大 進(jìn) 給 量 主 要 受 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 的 限 制 。 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 ， 進(jìn) 給 量 常 常 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 選 取 。 然 而 ， 按 經(jīng) 驗(yàn)確 定 的 粗 加 工 進(jìn) 給 量 在 一 些 特 殊 情 況 下 ， 如 切 削 力 很 大

19、、工 件 長 徑 比 很 大 、 刀 桿 伸 出 長 度 很 大 時(shí) ， 有 時(shí) 還 需 對(duì) 選定 的 進(jìn) 給 量 進(jìn) 行 修 正 。 根 據(jù) 已 選 定 的 背 吃 刀 量 ap、 進(jìn) 給 量 f， 查 切 削 手 冊(cè) 可 得 切 削速 度 Vc 切 削 速 度 的 選 擇 粗 加 工 時(shí) ， ap 、 f 較 大 ， 所 以 Vc較 低 ， 精 加 工 時(shí) ， ap 、 f較 小 ， 所 以Vc較 高 。 工 件 材 料 強(qiáng) 度 、 硬 度 較 高 時(shí) ， 應(yīng) 選 較 低 的 Vc； 反 之 ， Vc較 高 。 刀 具 材 料 的 切 削 性 能 愈 好 ， Vc也 選 得 愈 高 。此

20、外 ， 在 選 擇 Vc時(shí) ， 還 應(yīng) 考 慮 以 下 幾 點(diǎn) ： 精 加 工 時(shí) ， 應(yīng) 盡 量 避 免 積 屑 瘤 和 鱗 刺 產(chǎn) 生 的 區(qū) 域 。 斷 續(xù) 切 削 時(shí) ， 為 減 小 沖 擊 和 熱 應(yīng) 力 ， 宜 適 當(dāng) 降 低 Vc。 在 易 發(fā) 生 振 動(dòng) 情 況 下 ， Vc應(yīng) 避 開 自 激 振 動(dòng) 的 臨 界 速 度 。 加 工 大 件 、 細(xì) 長 件 、 薄 壁 件 以 及 帶 外 皮 的 工 件 時(shí) ， 應(yīng) 選 用 較 低 的 Vc。 切 削 速 度 參 數(shù) 表 粗 車 進(jìn) 給 量 參 數(shù) 表 精 車 進(jìn) 給 量 參 數(shù) 表 銑 削 鋼 的 進(jìn) 給 量 參 數(shù) 表 切

21、削 參 數(shù) 表 切 削 參 數(shù) 表 實(shí) 例 例 1： 計(jì) 算 切 削 速 度 Vc已 知 ： d=20 mm， n=1500r/min， 求 Vc 例 2： 求 轉(zhuǎn) 速 n已 知 ： Vc=180 m/min d=30mm 求 ： 轉(zhuǎn) 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 進(jìn) 給 量 fz 及 Vc已 知 ： 20 高 速 鋼 立 銑 刀 ， 轉(zhuǎn) 速 n=200r/min，F(xiàn)=25

22、mm/min， 加 工 材 料 ： 40Cr 求 ： 每 齒 進(jìn) 給 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=12.566(m/min) 例 4： 求 進(jìn) 給 量 F及 轉(zhuǎn) 速 n已 知 ： 20， 2刃 硬 質(zhì) 合 金 立 銑 刀 ， 加 工 材 料 ： 40Cr 求 ： 進(jìn) 給 量 F及 轉(zhuǎn) 速 n 解 ： 查 表 得 ： VC = 55 m/min , fz = 0.1 mm/min 由 Vc =dn/10

23、00 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 紋 車 削 切 削 用 量 的 確 定 1 主 軸 轉(zhuǎn) 速 因 數(shù) 控 機(jī) 床 系 統(tǒng) 和 結(jié) 構(gòu) 等 原 因 ， 車 削 螺 紋 時(shí) 主 軸 的轉(zhuǎn) 速 有 一 定 的 限 制 ， 該 限 制 因 機(jī) 床 的 種 類 而 異 。 大 多 數(shù)經(jīng) 濟(jì) 型 數(shù) 控 車 床 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 推 薦 切 削 螺 紋 時(shí) 的 主 軸 轉(zhuǎn)速 為 ： 2 螺 紋 牙 型 高 度 （ 螺 紋 總 切 深

24、） 螺 紋 牙 型 高 度 是 指 在 螺 紋 牙 型 上 ， 牙 頂 到 牙 底 之 間垂 直 于 螺 紋 軸 線 的 距 離 。 螺 紋 實(shí) 際 牙 型 高 度 可 按 下 式 計(jì)算 ： h=0.6495P 螺 紋 牙 型 高 度 示 意 圖 第 三 節(jié) 數(shù) 控 車 削 切 削 用 量 的 確 定 3 徑 向 起 點(diǎn) 和 終 點(diǎn) 的 確 定 對(duì) 于 外 螺 紋 加 工 中 ， 徑 向 起 點(diǎn) (編 程 大 徑 )的 確 定 決定 于 螺 紋 大 徑 ； 徑 向 終 點(diǎn) (編 程 小 徑 )的 確 定 決 定 于 螺 紋小 徑 。 對(duì) 于 普 通 螺 紋 可 用 粗 略 算 法 來 編 制

25、程 序 。 通 常 螺紋 大 徑 D比 公 稱 尺 寸 減 小 0.12P， 螺 紋 小 徑 的 確 定 根 據(jù)下 式 來 確 定 。 d 1=M-2h 4 分 段 切 削 背 吃 刀 量 如 果 牙 型 較 深 ， 螺 距 較 大 ， 可 分 幾 次 進(jìn) 給 。 每 次 進(jìn) 給背 吃 刀 量 用 螺 紋 深 度 減 精 加 工 背 吃 刀 量 所 得 的 差 按 遞 減 規(guī)律 分 配 。常 用 螺 紋 切 削 進(jìn) 給 次 數(shù) 與 背 吃 刀 量 可 參 考 表 3-7 表 3-9螺 紋 分 段 切 削 示 意 圖 1. 切 削 用 量 確 定 的 步 驟 背 吃 刀 量 的 選 擇 進(jìn) 給

26、量 的 選 擇 切 削 速 度 的 確 定 校 驗(yàn)2. 提 高 切 削 用 量 的 途 徑 采 用 切 削 性 能 更 好 的 新 型 刀 具 材 料 ； 在 保 證 工 件 機(jī) 械 性 能 的 前 提 下 ， 改 善 工 件 材 料 加 工 性 ； 改 善 冷 卻 潤 滑 條 件 ； 改 進(jìn) 刀 具 結(jié) 構(gòu) ， 提 高 刀 具 制 造 質(zhì) 量 。 總 結(jié) 1.什 么 是 切 削 三 要 素 ？ 如 何 確 定 ？2.已 知 ： 外 圓 車 削 ， 切 削 前 工 件 直 徑 dw=80mm， 要 求 切 削后 工 件 直 徑 dm=78 mm， 一 次 切 除 余 量 ， 假 定 工 件 轉(zhuǎn)

27、 速n=300 r/min， 刀 具 進(jìn) 給 速 度 Vf=60mm/min， 求 ： 切 削 用 量三 要 素 。 作 業(yè) 1. 切 削 速 度 ， 背 吃 刀 量 ， 進(jìn) 給 量2.解 ： （ 1） 已 知 dw=80mm， n=300r/min則 Vc= dwn/1000=（ 3.14 80 300） /1000=75.36（ m/min）（ 2） 已 知 Vf=60mm/min則 fz=vf/n=60 300=0.2（ mm/r）（ 3） 已 知 dw=80mm， dm=78mm，則 ap=1/2（ dw-dm） =1/2(80-78)=1(mm)5.作 業(yè) 答 案 THE END2013.8謝 謝 大 家 ！