机械加工科普——切削三要素关系及选择

在金属切削加工中,切削用量是金属切削时各运动参数的总称,包括切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

这是金属切削过程的基本控制量,它的选取是否合理直接影响加工设备的使用性能。因此,合理选择和优化切削加工参数直接关系到切削材料和机床是否合理的使用,并且对提高生产效率,提高加工精度和表面质量,降低生产成本具有重要意义。

接下来我尽可能的把我对切削用量即切削三要素的理解讲解清楚,不当之处请批评指正。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

n为主轴的转速也是我们平时在编程时需要考虑的,它是夹头和工件的每分钟转数,单位为rpm。而切削速度是刀具沿着工件运动的表面速度,单位为m/min。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

切削速度 (vc) 被定义为直径(Dm)、pi (π) 与主轴转速 (n) (rpm) 的乘积。周长 (C) 是切削刃运动一圈的距离。它和主轴的转速之间的关系(公制、英制)如下公式所示,通俗的讲:当主轴转一圈时,移动一个周长。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

另外从公式中也可知,当工件直径不同时,切削速度的大小也不同,直径越大,切削速度越大,如下图所示

机械加工科普——切削三要素关系及选择

那么在切削中应注意什么问题呢?如下图所示,切削速度因工件直径的不同而不同我曾在这边篇文章中写过类似的讲解。这也就是为什么在FAUNC系统中设置G96G97的一个主要原因吧!

机械加工科普——切削三要素关系及选择

根据我以前做过的的切削要素单因素和正交试验可知,仅从影响切削力可知,切削力一开始时随着切削速度的增大而增大,但是增加到一个数值后,整体是随着切削速度的增大而减小的,如下图所示。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

机械加工科普——切削三要素关系及选择

切削速度增大有什么好处,通俗的讲解就就是,在不考虑刀具磨损的情况下,可适当提高切削速度,进而使切削力降低,这有助于提高工件的表面质量。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

但是我们还要知道,切削速度是影响刀具磨损的单一重要的原因,背吃刀量影响的是最小。如果切削速度过高, 快速后刀面磨损导致表面质量差,加速月牙洼磨损,导致塑性变形过低的话还会导致积屑瘤的产生,生产效率低下等等。

说到生产效率我还要讲解一下金属去除率Q,也可表示为生产效率“Q”,用固定时间内的材料去除量表示,单位为cm3/min,公式如下

机械加工科普——切削三要素关系及选择

在考虑到进给速度是影响工件表面的最主要单一要素后,如何确定最优切削速度,通常可采用如下图片进行描述。

机械加工科普——切削三要素关系及选择

从刀具寿命在看,较大的切削量会比小切削量寿命高

从效率来看,中等的切削量和高转速可以带来更高的效率和加工稳定性

在实际加工钢类尽量避免小切削量加工,特别是高转速同时小切削量刀具寿命会急剧下降

而在加工有色金属时,尽量保持小余量精车,因为余量太多尽管可以得到良好的断屑效果,但是精度可能会不稳定,小余量精车可能出现丝状屑若全自动加工时想法解决

一般来说加工钢类建议大切削量中上等转速及中上进给率,手磨刀可以大切削量中下转速,大进给率

而加工有色金属可以说是只要刀不烧不崩,三要素往死里给


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