數控車床加工基礎知識學習,數控車切削參數的確定及影響因素

01 切削三要素


1. 線速度Vc

刀片每分鐘在工件已加工面移動的長度。表示單位:m/min。切削過程中線速度的具體表現主要是主軸轉速。

換算公式為:S=VcX1000/3.14D

D:被加工工件切削直徑

2. 切削深度ap

待加工工件表面至已加工工件表面的距離,表示單位:mm。

3. 進給量F

工件每旋轉一轉,在切削方向上移動的距離,表示單位:mm/r。


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轉速:


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切削速度:


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進給速度:


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n —轉速,r/min

Vc—切削速度,m/min

d —銑刀直徑,mm

f —進給量,mm/r

Z---齒數

02 線速度的確定


刀片選定後,線速度可根據公司提供的簡易刀具參數表進行初步確定:


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03 切削速度Vc


1. 切削速度對刀具耐用度的影響很大,提高切削速度,可縮短加工時間,提高加工效率。但線速度過高,切削溫度會上升,刀具耐用度也將大大縮短。每家公司的刀具使用壽命都有一個具體時間,一般按該公司樣本規定的線速度加工時,每刃連續加工15-20分鐘即到壽命。如果線速度高於樣本規定線速度的20%,刀具壽命將降低為原來的1/2;如果提高到50%,刀具壽命將只有原來的1/5。

2. 低切削速度(切速20-40m/min)加工時,工件易產生振動,刀具耐用度亦低。

3. 同種材料硬度高,切削速度應下降;硬度低,切削速度應上升。

4. 切削速度提高,表面粗糙度好;切削速度下降,表面粗糙度差。

例:某上蓋材質為45#鋼,調質硬度HRC28-32。在加工M105X2的螺紋時採用的轉速為800轉,目前螺紋刀具的每個切削刃只能加工8-10件工件。

主要原因:線速度過高導致刀具壽命大幅度降低。目前刀具的線速度為Vc=3.14X800/1000=251.2米/分鐘。如果按照45#鋼非調製件進行加工,刀具線速度應該在180-200m/min,而調製到HRC28-32,線速度應降到120m/min左右加工較為合適。其中考慮到螺距較大、加工時的切削力較大所造成的影響。

04 切深ap


切深是根據工件的餘量,形狀,機床功率,剛度及刀具剛度確定。切深變化對刀具壽命影響很大。

1. 切深過大,切削力超過刀刃的承受力,從而產生崩刃,導致刀尖報廢;

2. 切深過小,微切深時,刀具並沒有進行正常切削,只是在工件表面刮擦,導致切削加工時產生硬化層,是刀具耐用度降低的原因,而且工件的表面粗糙度差;

3. 切削鑄鐵表面和黑皮表面層時,應該在機床功率允許的條件下,儘量增大切深,否則切削刃尖端就會因切削工件表面硬化層,而使切削刃發生崩刃,發生異常磨損。例如,對於一種熱軋的D80圓鋼件進行扒皮車削時,假設圓鋼件由於橢圓導致最大外形尺寸和最小外形尺寸分別為82、78,此時第一刀切削深度必須小於78。刀尖由於一直保持連續加工,可以有效保證刀尖不崩刃,從而提高刀具的使用壽命。

4. 不同材質的工件或同一材質但熱處理硬度不同的工件,加工時的切深會有所不同,要根據實際情況決定。

5. 經驗有效切削刃長度:

C型刀片:2/3*刃長l

W型刀片:1/4*刃長l

V型刀片:1/4*刃長l

T型刀片:1/2*刃長l

D型刀片:1/2*刃長l

05 刀片形狀與尺寸、切深


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06 進給量

1. 在車削過程中工件每轉一轉,車刀前進的量即進給量。

2. 進給量與加工表面粗糙度有很大的關係,通常按表面粗糙度要求確定進給

1)進給量應大於倒稜寬度,否則無法斷屑,一般取倒稜寬度的兩倍左右

2)進給量大,切屑層厚度增加,切削力增大

3)進給量大,相應需要較大的切削功率

3. 進給量的影響

1)進給量小,後面磨損大,刀具耐用度很快降低

2)進給量大,切削溫度升高,後刀面磨損增大,但它對刀具耐用度的影響比切削速度小

3)進給量大,加工效率高

4)進給量在0.1-0.4之間,對後刀面的影響較小,視具體情況而定。經驗公式f粗=0.5*刀尖半徑

07 切削參數與斷屑的關係



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斷屑與進給量、倒稜寬度的關係:


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