数控机床的切削用量

数控加工工艺与编程

漯河第一中等专业学校段克华单元4一、金属切削的基本知识金属切削的基本知识主运动切下切屑形成工件表面形状所需要的最基本运动，速度最高、消耗功率最多。进给运动使切削工具不断切下切屑所需要的运动待加工表面即将切去切屑的表面过渡表面切削刃正在切削着的表面已加工表面已切去切屑的表面切削运动和工件加工表面金属切削的基本知识切削运动和工件加工表面平面刨削的切削运动与加工表面机床类型主运动进给运动数控车床主轴（工件）刀架数控铣床主轴（刀具）工作台数控磨床主轴（砂轮刀具）工作台（或砂轮轴），视磨床种类而定数控镗床主轴（刀具）工作台各种机床的主运动和进给运动

1.切削速度v(m/s或m/min)主运动为旋转运动v=πdn/1000往复运动v=2Lnr/1000

L-刀具或工件作往复直线运动的行程长度

nr－刀具或工件每分钟（或每秒钟）往复的次数切削用量三要素2.进给量f进给速度

vf=nf

（mm/s或mm/min)3.背吃刀量（切削深度）

ap车削外圆时

ap=(dw-dm)/2

钻孔时

ap=dm/2

例题：

车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56mm，工件转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm，求v、f、ap。解：

v=πdn/1000=π·62·4/1000

=0.779m/sf=vf/n

=2/4=0.5mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mm三面

前刀面Aγ后刀面Aα副后刀面Aα′两刃

主切削刃S副切削刃S′一尖过渡刃切削刀具刀具的组成

(1)基面pr过切削刃上的某个选定点且垂直于主运动方向的平面

(2)切削平面ps过切削刃上的某个选定点且垂直于基面的平面(3)正交平面po

过切削刃上的某个选定点且同时垂直于基面和切削平面的平面刀具角度的参考系在正交平面面内测量的的角度（3）楔角βo前面与主后后面的夹角角r（2）后角角αo主后面与切切削平面的的夹角（1）前角角γo前面与基面面的夹角刀具的几何何角度在基面内测测量的角度度（2）副偏偏角κrˊ副切削刃与与进给速度度反方向的的夹角，恒恒为正（3）刀尖尖角εr主切削刃与与副切削刃刃的夹角r（1）主偏偏角κr主切削刃与与进给速度度方向的夹夹角，恒为为正。刀具的几何何角度在切削平面面内测量的的角度r刃倾角λs主切削刃与与基面的夹夹角刀具的几何何角度刀具的几何何角度对加加工的影响响刀具角度角度的作用前角前角主要影响切屑变形和切削力的大小以及刀具耐用度和加工表面质量的高低。后角后角的主要作用是减小后刀面与过渡表面层之间的摩擦，减轻刀具磨损。主偏角主偏角影响刀具的耐用度、已加工表面粗糙度与切削力的大小。副偏角副偏角的功能在于减小副切削刃与以加工表面的摩擦。刃倾角刃倾角主要影响切屑流向和刀尖强度。刀具的几何何角度对加加工的影响响前角的选择择原则：①工件材料料：塑性材材料选用较较大的前角角；脆性材材料选用较较小的前角角。②刀具材料料：高速钢钢选用较大大的前角；；硬质合金金选用较小小的前角。。③加工过程程：精加工工选用较大大的前角；；粗加工选选用较小的的前角。④数控机床床为了保证证刀具的稳稳定，一般般使用前角角较小的刀刀具。刀具的几何何角度对加加工的影响响后角的选择择原则：①工件材料料：工件硬硬度、强度度较高以及及脆性材料料选用较小小的后角。。②加工过程程：精加工工选用较大大的后角；；粗加工选选用较小的的后角。刀具的几何何角度对加加工的影响响主偏角的选选择原则：：①工件材料料：加工淬淬火钢等硬硬质材料时时，选用较较大主偏角角。②使用硬质质合金刀具具进行精加加工时，应应选用较大大的主偏角角。③用于单件件小批量生生产的车刀刀，主偏角角应选为45°或90°，以以提高刀具具的通用性性。④需要从工工件中间切切入的车刀刀，例如加加工阶梯轴轴类的工件件，应根据据工件的形形状选择主主偏角。刀具的几何何角度对加加工的影响响副偏角的选选择原则：：①在不引起起震动的情情况下，刀刀具应选用用较小的副副偏角。②精加工时时刀具的副副偏角应该该选更小一一些。刀具的几何何角度对加加工的影响响刃倾角的选选择原则：：①粗加工刀刀具应选用用刃倾角＜＜0°，使使刀具具有有良好的强强度和散热热条件。②精加工刀刀具应选用用刃倾角＞＞0°，使使切屑流向向待加工表表面，以提提高加工质质量。③断续切削削应该选用用刃倾角＜＜0°，以以提高刀具具强度。④工艺系统统的整体刚刚性较差时时，应选用用较大的刃刃倾角，以以减小震动动。刃倾角对排排屑方向的的影响切削层由切削刃正正在切削的的这一层金金属叫作切削层。切削层的的截面尺寸称称为切削层参数数。它决定了刀刀具切削部部分所承受受的负荷和切屑屑尺寸的大大小，通常常在基面Pr内度量。1.切削削厚度ac(λs=0)ac＝fsinκr2.切削削宽度awaw＝ap/sinκr3.切削层面积Ac(=0)

Ac＝ac

aw＝f

ap切削层参数数切削层正切屑：ac≤aw倒切屑：ac＞aw产生倒切屑屑的情况下下，主要切切削工作以以由原来的的副切削刃刃承担，此此时，原副副切削刃上上刀具的副副前角、、副刃倾角角对切削过过程的影响响，比前角、刃刃倾角更为重要。。这说明，，在刀具切切削时判定定主切削刃刃和副切削削刃除与切切削运动有有关外，还还与切削层层尺寸参数数有关。。正切屑与倒倒切屑二、车削加加工切削用用量的选择择切削用量的的大小对切切削力、切切削功率、、刀具磨损损、加工质质量和加工工成本均有有显著影响响。数控加加工中选择择切削用量量时，就是是在保证加工质质量和刀具具耐用度的的前提下，，充分发挥挥机床性能能和刀具切切削性能，，使切削效效率最高，，加工成本本最低。根据加工性性质、加工工要求、工工件材料及及刀具材料料和尺寸查查切削用量量手册并结结合实践经经验确定，，并考虑：：（1）生产产效率（2）机床床特性（机机床功率））（3）刀具具差异（刀刀具耐用度度）（4）加工工表面粗糙糙度切削用量选选择原则车削加工切切削用量的的选择切削用量选选择原则①粗加工工时切削用用量的选择择原则首先选取尽尽可能大的的背吃刀量量；其次要要根据机床床动力和刚刚性的限制制条件等，，选取尽可可能大的进进给量；最最后根据刀刀具耐用度度确定最佳佳的切削速速度。②精加工工时切削用用量的选择择原则首先根据粗粗加工后的的余量确定定背吃刀量量；其次根根据已加工工表面的粗粗糙度要求求，选取较较小的进给给量；最后后在保证刀刀具耐用度度的前提下下，尽可能能选取较高高的切削速速度。车削加工切切削用量的的选择切削用量选选择方法①背吃刀刀量aP（mm）的选选择粗加工（Ra10~80μm）时，，一次进给应应尽可能切除除全部余量。。在中等功率率机床上，背背吃刀量可达达8~l0mm。半精加工（Ra1.25~l0μμm）时，，背吃刀量量取为0.5~2mm。精加工（Ra0.32~1.25μm））时，背吃吃刀量取为为0.2~0.4mm。车削加工切切削用量的的选择切削用量选选择方法②进给量f（mm/r）和进给给速度（mm/min）的选选择根据零件的的表面粗糙糙度、加工工精度要求求、刀具及及工件材料料等因素，，参考切削削用量手册册选取。实际编程与与操作加工工时，需要要根据公式式vf=nf转换成进给给速度。车削加工切切削用量的的选择切削用量选选择方法③切削速速度vC（m/min）的选选择根据已经选选定的背吃吃刀量、进进给量及刀刀具耐用度度选择切削削速度。可用经验公公式计算，，也可根据据生产实践践经验在机机床说明书书允许的切切削速度范范围内查表表选取或者者参考有关关切削用量量手册选用用。在选择切削削速度时，，还应考虑虑以下几点点：a.应尽尽量避开积积屑瘤产生生的区域；；b.断续续切削时，，为减小冲冲击和热应应力，要适适当降低切切削速度；；c.在易易发生振动动的情况下下，切削速速度应避开开自激振动动的临界速速度；d.加工工大件、细细长件和薄薄壁工件时时，应选用用较低的切切削速度；；e.加工工带外皮的的工件时，，应适当降降低切削速速度。车削加工切切削用量的的选择三、铣削加加工切削用用量的选择择铣刀是刀齿齿分布在旋旋转表面上上或端面上上的多刃刀刀具。按刀刀齿齿背形形状可分为为尖齿铣刀刀和铲齿铣铣刀。铣削加工的的切削用量量的选择铣刀的类型型铣削加工的的切削用量量的选择铣削用量要要素（1）铣削深深度平平行于于铣刀轴线线测量的切切削层尺寸寸.（2）铣削削宽度垂垂直直于铣刀轴轴线测量的的切削层尺尺寸,。。（3）进给给用量铣削时进给给用量的大大小有下列列三种表示示法：1）每齿进进给量铣铣刀刀每转过一一个刀齿时时，工件与与铣刀的相相对位移。。2）每转进进给量铣铣刀每每转一转时时，工件与与铣刀的相相对位移。。3）进给速速度单单位时间间内工件与与铣刀的相相对位移。。（4）铣削削速度铣铣刀旋旋转运动的的线速度。。铣削时待加加工表面和和己加工表表面间的垂垂直距离在在圆柱铣削削时，等于于铣削宽度度，而用面面铣刀铣削削时等于铣铣削深度。铣削加工的的切削用量量的选择铣削用量要要素合理选择切切削用量的的原则是：：粗加工时时，一般以以提高生产产率为主，，但也应该该考虑经济济性和加工工成本；半半精加工和和精加工时时，一般应应在保证加加工质量的的前提下，，兼顾切削削效率、经经济性和加加工成本。。具体选用用数值应该该根据机床床说明书、、切削用量量手册，并并结合实际际经验而定定。铣削加工的的切削用量量的选择铣削加工切切削用量的的选择铣削深度ap（mm）在机床、工工件和刀具具刚度允许许的情况下下，应以最最少的进给给次数切除除待加工余余量，最好好一次切除除待加工余余量，以提提高生产效效率。为了了保证零件件的加工精精度和表面面粗糙度，，可留少许许余量留待待最后加工工。数控机机床的精加加工余量可可略小于普普通机床。。一般可取取（0.2-0.5）mm。。铣削加工的的切削用量量的选择铣削加工切切削用量的的选择铣削速度v（m/min）铣削速度大大，能提高高生产效率率。但提高高生产效率率的最有效效措施还是是应该尽可可能采取大大的切削深深度。因为为切削速度度与刀具耐耐用度的关关系成反比比，所以切切削速度的的选取主要要取决于刀刀具耐用度度。切削用用量的选取取可根据实实际经验或或参阅有关关手册。