确定切削用量的方法与技巧

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：具体数值应根据机床说明书和切削用量手册，并结合经验而定。使用球头刀进行精加工时，步距的确定应首先考虑所能达到的精度和表面粗糙度。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。

合理选择切削用量的原则如下：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和切削用量手册，并结合经验而定。

1.背吃刀量ap

背吃刀量ap也称为切削深度，在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。

2.切削宽度L

切削宽度L称为步距，一般切削宽度L与刀具直径D成正比，与背吃刀量成反比。在经济型数控加工中，一般L的取值范围为L=（0.6～0.9）D。在粗加工中，大步距有利于加工效率的提高。使用圆鼻刀进行加工，实际参与加工的部分是从刀具直径扣除刀尖的圆角部分，即实际加工宽度d=D-2r（D为刀具直径，r为刀尖圆角半径），L可以取（0.8～0.9）d。使用球头刀进行精加工时，步距的确定应首先考虑所能达到的精度和表面粗糙度。

3.切削线速度v_c

切削线速度v_c也称为单齿切削量，单位为m/min。提高v_c值也是提高生产率的一个有效措施，但v_c与刀具寿命的关系比较密切。随着v_c的增大，刀具寿命急剧下降，故v_c的选择主要取决于刀具寿命。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金钢30CrNi2MoVA时，v_c可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v_c可选200m/min以上。一般好的刀具供应商都会在其手册或刀具说明书中提供刀具的切削速度推荐数值。

此外，在确定精加工、半精加工的切削速度时，应注意避开积屑瘤和鳞刺产生的区域；在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；在加工带硬皮的铸锻件时或加工大件、细长件和薄壁件，以及断切削时，应选用较低的切削速度。

4.主轴转速n

主轴转速的单位是r/min，一般应根据切削速度v_c、刀具或工件直径来选定。计算公式为

式中，D_c是刀具直径，单位为mm。

在使用球头铣刀时要做一些调整，球头铣刀的计算直径D_eff要小于铣刀直径D_c，故其实际转速不应按铣刀直径D_c计算，而应按计算直径D_eff计算。

数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。

5.进给速度v_f

进给速度v_f是指机床工作台在做插位时的进给速度，单位为mm/min。v_f应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。v_f的增加可以提高生产效率，但是刀具寿命也会降低。加工表面粗糙度要求低时，v_f可选择得大些。在加工过程中，v_f也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。进给速度可以按以下公式进行计算

v_f=nzfz

式中，v_f是工作台进给速度，单位为mm/min；n是主轴转速，单位为r/min；z是刀具齿数；fz是进给量，单位为mm/齿，fz值由刀具供应商提供。

在数控编程中，还应考虑在不同情形下选择不同的进给速度。如在初始切削进给时，特别是在Z轴下刀时，因为是在进行端铣，受力较大，同时还要考虑程序的安全性问题，所以应以相对较慢的速度进给。

随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键步骤之一。在数控加工程序的编制过程中，要在人机交互状态下及时选择刀具、确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。

确定切削用量的方法与技巧

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