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如何确定切削用量三要素？

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：切削用量是衡量切削运动大小的参数,包括切削深度、进给量和切削速度三要素。半精车和精车时的切削深度是根据加工精度和表面粗糙度的要求,由粗加工后留下的余量确定的。2)进给量粗车时,选择进给量主要考虑车床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件直径及长度等因素,在工艺系统刚性和强度允许的情况下,可选用较大的进给量;半精车和精车时,为了减小工艺系统的弹性变形,减小已加工表面粗糙度,一般多采用较小的进给量。

切削用量是衡量切削运动大小的参数,包括切削深度、进给量和切削速度三要素。

(1)切削深度ap

切削深度是指工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离,即每次走刀时车刀切入工件的深度,如图2.7所示。

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图2.7　切削深度

(2)进给量f

进给量是指工件每转一转,车刀沿进给方向移动的距离,如图2.8所示。根据进给方向,进给量可分为纵向进给量和横向进给量。纵向进给量是指沿车床床身导轨方向的进给量;横向进给量是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。

(3)切削速度v

切削速度是指主运动的线速度,也就是车刀在单位时间内车削工件表面的理论展开直线长度(见图2.9),即

式中　d——工件待加工表面的直径,mm;

n——车床主轴转速,r/min。

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图2.8　切削深度和进给量

1—待加工表面;2—已加工表面

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图2.9　切削速度示意图

车削时,工件作旋转运动,不同直径处各点切削速度不同。计算时,应以待加工表面直径处的切削速度为准。

在实际应用中,通常是已知工件直径,然后根据工件材料、刀具材料和加工性质等因素选择合适的切削速度,再将切削速度换算成车床转速,以便调整车床。如果计算所得的车床转速和车床铭牌上所列的转速有出入,应选取铭牌上和计算值接近的转速。

(4)切削用量的选择原则

1)切削深度

粗车时,应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。在保留半精车余量(1～3 mm)和精车余量(0.1～0.5mm)后,首先选用较大的吃刀深度,将余量尽可能一次车削完成,然后选择较大的进给量,最后根据刀具耐用度选用合理的切削速度。

半精车和精车时的切削深度是根据加工精度和表面粗糙度的要求,由粗加工后留下的余量确定的。用硬质合金车刀车削时,因车刀刃口在砂轮上不易磨得很锋利,故最后一刀的切削深度不宜太小,以ap=1mm为宜,否则很难达到工件的表面粗糙度要求。

2)进给量

粗车时,选择进给量主要考虑车床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件直径及长度等因素,在工艺系统刚性和强度允许的情况下,可选用较大的进给量;半精车和精车时,为了减小工艺系统的弹性变形,减小已加工表面粗糙度,一般多采用较小的进给量。

3)切削速度

在保证合理的刀具寿命前提下,可根据生产经验和有关资料确定切削速度。用硬质合金车刀车削时,切削速度选择如下:

①切削热轧中碳钢,平均切削速度为100m/min。

②切削合金钢,平均切削速度为70m/min。

③切削调质钢,比切削正火钢、退火钢降低20%～30%。

④切削有色金属,比切削中碳钢的切削速度提高100%～300%。

此外,还应注意,断续切削、车削细长轴、加工大型偏心工件的切削速度不宜太高;用硬质合金车刀精车时,一般采用较高的切削速度(80m/min以上);用高速钢车刀时,宜采用较低的切削速度。