数控车床切削用量的选择

青华陈炀

切削用量(ap、f、v)选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。在2.3.3中对于切削用量选择的总体原则进行了介绍，在这里主要针对车削用量的选择原则进行论述：粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f ，最后确定一个合适的切削速度v。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 　　精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此精车时应选用较小（但不太小）的背吃刀量ap和进给量f，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。 　　1．背吃刀量ap的确定 　　在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小，常取0.1～0.5㎜。 　　2．进给量f（有些数控机床用进给速度Vf） 　　进给量f的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高的进给速度（2000㎜/min以下）。在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离"回零"时，可以设定尽量高的进给速度。 　　粗车时，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精车时常取f=0.1～0.3㎜/r，切断时f=0.05～0.2㎜/r。 　　3．主轴转速的确定 , t& R9 Y0 b9 [+ z- x; p0 j: o　　（1）光车外圆时主轴转速 . m- }+ z! |4 `8 X5 I　　光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。 # Q* C5 L! n8 o; @$ b+ f3 o3 U  `, f- ^　　切削速度除了计算和查表选取外，还可以根据实践经验确定。需要注意的是，交流变频调速的数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。 & {  G* o' K) k0 t' }　　切削速度确定后，用公式n =1000 vc/πd计算主轴转速n（r/min）。表5-9为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值。 ' r8 _8 c5 f- t3 G, @$ ?( I9 d　　如何确定加工时的切削速度，除了可参考表5-6列出的数值外，主要根据实践经验进行确定。 　　表5-6 硬质合金外圆车刀切削速度的参考值 工件材料 热处理状态 ap/㎜ (0.3,2] (2,6] （6,10] f/（ ㎜.r-1） (0.08,0.3] (0.3,0.6] （0.6,1） vc（m.min-1） 低碳钢、易切钢 热轧 140-180 100-120 70-90 中碳钢 热轧 130-160 90-110 60-80 调质 100-130 70-90 50-70 合金结构钢 热轧 100-130 70-90 50-70 调质 80-110 50-70 40-60 工具钢 退火 90-120 60-80 50-70 灰铸铁 HBS＜190 90-120 60-80 50-70 HBS=190-225 80-110 50-70 40-60 高锰钢 & m9 C8 u% E7 l8 L 10-20 * T+ ?9 F1 F3 G9 h3 V& M8 M5 _, H 铜及铜合金 2 t! G% E  Q7 c: u0 U" x, k" D 200-250 120-180 90-120 铝及铝合金 6 q, i+ @% [; Y% X" M 300-600 200-400 150-200 铸铝合金（wsi13%） + G0 I! i& t4 T) b  [2 ] 100-180 80-150 60-100 4 }. V" I- ~0 z8 ^3 B# e2 ~ 　　注：切削钢及灰铸铁时刀具耐用度约为60min。 ' C! R, e( b6 h　　（2）车螺纹时主轴的转速 　　在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n(r/min)为： 　　n ≤（1200/P）－k (5-1) 　　式中 P--被加工螺纹螺距，㎜； 3 q: E1 I" j" j　　k--保险系数，一般取为80。 2 V5 O  }+ h. _7 H5 t, K. z　　此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。 * W1 R( t3 R* g4 j' J 5 K* I# l$ E& }: [ * q4 C6 E4 K+ i* I ; I$ c' s) X/ D) ]6 B$ H: z/ b

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