哈工大版金属切削原理与刀具PPT课件第7章

第第7章切削用量的选择章切削用量的选择 选择合理的切削用量是切削加工中十分重要的环选择合理的切削用量是切削加工中十分重要的环节，切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重节，切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。选择合效率、生产成本等有着非常重要的影响。选择合理切削用量时，必须考虑加工性质。合理的切削理切削用量时，必须考虑加工性质。合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，充分利用刀用量是指在保证加工质量的前提下，充分利用刀具切削性能和机床性能，获得高生产率和低加工具切削性能和机床性能，获得高生产率和低加工成本的切削用量。成本的切削用量。第7章切削用量的选择 选择合理的切削用量是切削加工中十分重要1 7.17.1切削用量选择的基本原则切削用量选择的基本原则切削用量选择的基本原则切削用量选择的基本原则 7.1.17.1.1粗加工时的切削用量选择的基本原则粗加工时的切削用量选择的基本原则粗加工时的切削用量选择的基本原则粗加工时的切削用量选择的基本原则 A A0 0ddw wLh/1000Lh/1000 提高提高提高提高v vc c、增大、增大、增大、增大f f和和和和a ap p，都能提高生产率，都能提高生产率，都能提高生产率，都能提高生产率 。切削用量三要素对刀具寿命的影响程度不同，由大到小影响次序是：切削用量三要素对刀具寿命的影响程度不同，由大到小影响次序是：切削用量三要素对刀具寿命的影响程度不同，由大到小影响次序是：切削用量三要素对刀具寿命的影响程度不同，由大到小影响次序是：v vc c、f f、a ap p。为保持已确定的刀具寿命，若提高其中一要素，则必须相应地降。为保持已确定的刀具寿命，若提高其中一要素，则必须相应地降。为保持已确定的刀具寿命，若提高其中一要素，则必须相应地降。为保持已确定的刀具寿命，若提高其中一要素，则必须相应地降低另外两要素。可见切削用量三要素对生产率的影响程度是不同的低另外两要素。可见切削用量三要素对生产率的影响程度是不同的低另外两要素。可见切削用量三要素对生产率的影响程度是不同的低另外两要素。可见切削用量三要素对生产率的影响程度是不同的 。7.1切削用量选择的基本原则 2 高速钢：高速钢：高速钢：高速钢：(1)(1)f f保持不变，保持不变，保持不变，保持不变，a ap p增加至增加至增加至增加至3 3 a ap p，如仍保持合理的刀具寿命，如仍保持合理的刀具寿命，如仍保持合理的刀具寿命，如仍保持合理的刀具寿命，则则则则v vc c必须降低必须降低必须降低必须降低30%30%，此时生产率提高了，此时生产率提高了，此时生产率提高了，此时生产率提高了1.11.1倍。倍。倍。倍。(2)(2)a ap p保持不变，保持不变，保持不变，保持不变，f f增加至增加至增加至增加至3 3 f f，如仍保持合理的刀具寿命，如仍保持合理的刀具寿命，如仍保持合理的刀具寿命，如仍保持合理的刀具寿命，则则则则v vc c必须降低必须降低必须降低必须降低50%50%，此时生产率提高了，此时生产率提高了，此时生产率提高了，此时生产率提高了0.50.5倍。倍。倍。倍。增大增大增大增大a ap p 比增大比增大比增大比增大f f更有利于提高生产率。更有利于提高生产率。更有利于提高生产率。更有利于提高生产率。7.1.2 7.1.2精加工时的切削用量选择的基本原则精加工时的切削用量选择的基本原则精加工时的切削用量选择的基本原则精加工时的切削用量选择的基本原则 首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的使用寿命首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的使用寿命首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的使用寿命首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的使用寿命和生产效率。和生产效率。和生产效率。和生产效率。首先选取较小的首先选取较小的首先选取较小的首先选取较小的a ap p和和和和f f，最后利用切削用量手册选取或者用，最后利用切削用量手册选取或者用，最后利用切削用量手册选取或者用，最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定公式计算确定公式计算确定公式计算确定v vc c。高速钢：3 7.27.2合理切削用量的选择方法合理切削用量的选择方法合理切削用量的选择方法合理切削用量的选择方法 1.1.背吃刀量背吃刀量背吃刀量背吃刀量a ap p的确定的确定的确定的确定 一般根据加工性质与加工余量确定一般根据加工性质与加工余量确定一般根据加工性质与加工余量确定一般根据加工性质与加工余量确定a ap p。切削加工一般分为粗加工、半。切削加工一般分为粗加工、半。切削加工一般分为粗加工、半。切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工。粗加工精加工和精加工。粗加工精加工和精加工。粗加工精加工和精加工。粗加工(表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度Ra50Ra5012.5mm)12.5mm)时，在机床功时，在机床功时，在机床功时，在机床功率和刀具强度允许情况下，一次走刀应尽可能切除全部余量。在中等率和刀具强度允许情况下，一次走刀应尽可能切除全部余量。在中等率和刀具强度允许情况下，一次走刀应尽可能切除全部余量。在中等率和刀具强度允许情况下，一次走刀应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达功率机床上，背吃刀量可达功率机床上，背吃刀量可达功率机床上，背吃刀量可达2 26mm6mm。半精加工。半精加工。半精加工。半精加工(表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度Ra6.3Ra6.33.2mm)3.2mm)时，背吃刀量取为时，背吃刀量取为时，背吃刀量取为时，背吃刀量取为0.50.52mm2mm。精加工。精加工。精加工。精加工(表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度Ra1.6Ra1.60.8mm)0.8mm)时。背吃刀量取为时。背吃刀量取为时。背吃刀量取为时。背吃刀量取为0.050.050.4mm0.4mm。粗车多次走刀：粗车多次走刀：粗车多次走刀：粗车多次走刀：1.1.工艺系统刚度低，余量不均匀工艺系统刚度低，余量不均匀工艺系统刚度低，余量不均匀工艺系统刚度低，余量不均匀 2.2.余量过大余量过大余量过大余量过大 3.3.断续切削断续切削断续切削断续切削 应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以预防刀尖过早磨损。应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以预防刀尖过早磨损。应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以预防刀尖过早磨损。应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以预防刀尖过早磨损。7.2合理切削用量的选择方法4 2.2.确定进给量确定进给量确定进给量确定进给量f f 粗加工时，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大，粗加工时，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大，粗加工时，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大，粗加工时，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大，合理进给量的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度合理进给量的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度合理进给量的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度合理进给量的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。粗车时工件材料，与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。粗车时工件材料，与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。粗车时工件材料，与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。粗车时工件材料，刀杆尺寸，工件直径与选定的切削深度进行选择，一般刀杆尺寸，工件直径与选定的切削深度进行选择，一般刀杆尺寸，工件直径与选定的切削深度进行选择，一般刀杆尺寸，工件直径与选定的切削深度进行选择，一般f=0.30.6mm/rf=0.30.6mm/r。半精加工和精加工时，合理进给量的大小则主要受工件加半精加工和精加工时，合理进给量的大小则主要受工件加半精加工和精加工时，合理进给量的大小则主要受工件加半精加工和精加工时，合理进给量的大小则主要受工件加工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与刀尖圆弧半径进行选择，常取刀尖圆弧半径进行选择，常取刀尖圆弧半径进行选择，常取刀尖圆弧半径进行选择，常取f=0.080.3mm/rf=0.080.3mm/r。此外，还。此外，还。此外，还。此外，还需要考虑到所选的进给量能满足加工精度，甚至卷屑、断需要考虑到所选的进给量能满足加工精度，甚至卷屑、断需要考虑到所选的进给量能满足加工精度，甚至卷屑、断需要考虑到所选的进给量能满足加工精度，甚至卷屑、断屑的要求。屑的要求。屑的要求。屑的要求。生产实际中多采用查表法确定进给量。生产实际中多采用查表法确定进给量。生产实际中多采用查表法确定进给量。生产实际中多采用查表法确定进给量。2.确定进给量f5 3.3.切削速度切削速度切削速度切削速度v vc c的选择的选择的选择的选择 在在在在a ap p、f f值选定后，一般根据合理的刀具寿命计算或用查表值选定后，一般根据合理的刀具寿命计算或用查表值选定后，一般根据合理的刀具寿命计算或用查表值选定后，一般根据合理的刀具寿命计算或用查表来选定切削速度。来选定切削速度。来选定切削速度。来选定切削速度。式中式中式中式中 K Kvcvc：切削速度修正系数，：切削速度修正系数，：切削速度修正系数，：切削速度修正系数，K Kvcvc的大小受工件材料、毛的大小受工件材料、毛的大小受工件材料、毛的大小受工件材料、毛坯表面状态、刀具几何参数等切削条件的影响。坯表面状态、刀具几何参数等切削条件的影响。坯表面状态、刀具几何参数等切削条件的影响。坯表面状态、刀具几何参数等切削条件的影响。C Cv v 、x xv v 、y yv v、mm及及及及KKvcvc值可查阅机械加工工艺手册。值可查阅机械加工工艺手册。值可查阅机械加工工艺手册。值可查阅机械加工工艺手册。根据工件尺寸计算工件转数根据工件尺寸计算工件转数根据工件尺寸计算工件转数根据工件尺寸计算工件转数n:n:根据机床说明书取较低而相近的机床主轴转数根据机床说明书取较低而相近的机床主轴转数根据机床说明书取较低而相近的机床主轴转数根据机床说明书取较低而相近的机床主轴转数n n，计算实际，计算实际，计算实际，计算实际切削速度。切削速度。切削速度。切削速度。N=1000vc/dw3.切削速度vc的选择 N=1000vc/dw6 在生产中选择切削速度的一般原则是：在生产中选择切削速度的一般原则是：在生产中选择切削速度的一般原则是：在生产中选择切削速度的一般原则是：(1).(1).粗车时，粗车时，粗车时，粗车时，a ap p和和和和f f 较大，故选择较低的较大，故选择较低的较大，故选择较低的较大，故选择较低的v vc c；反之精车时选择；反之精车时选择；反之精车时选择；反之精车时选择较高的较高的较高的较高的v vc c。(2).(2).工件材料强度、硬度高时，应选较低的工件材料强度、硬度高时，应选较低的工件材料强度、硬度高时，应选较低的工件材料强度、硬度高时，应选较低的v vc c。(3).(3).切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低20%20%30%30%；切；切；切；切削调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度削调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度削调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度削调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度20%20%30%30%；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高100%100%300%300%。(4).(4).刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬质合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切质合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切质合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切质合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切削速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和削速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和削速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和削速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和CBNCBN刀具可采用刀具可采用刀具可采用刀具可采用更高的切削速度。更高的切削速度。更高的切削速度。更高的切削速度。在生产中选择切削速度的一般原则是：7(5).(5).精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区域。区域。区域。区域。(6).(6).断续切削时，为减少冲击和热应力，宜适当断续切削时，为减少冲击和热应力，宜适当断续切削时，为减少冲击和热应力，宜适当断续切削时，为减少冲击和热应力，宜适当降低切削速度。降低切削速度。降低切削速度。降低切削速度。(7).(7).在易发生振动情况下，切削速度应避开自激在易发生振动情况下，切削速度应避开自激在易发生振动情况下，切削速度应避开自激在易发生振动情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度。振动的临界速度。振动的临界速度。振动的临界速度。(8).(8).加工大型工件、细长件和薄壁工件或带外皮加工大型工件、细长件和薄壁工件或带外皮加工大型工件、细长件和薄壁工件或带外皮加工大型工件、细长件和薄壁工件或带外皮的工件，应适当降低切削速度。的工件，应适当降低切削速度。的工件，应适当降低切削速度。的工件，应适当降低切削速度。4.4.校检机床功率校检机床功率校检机床功率校检机床功率:Pc:PcF Fc cv vc c1010-3-3kwPkwPE E mm 5.5.计算机动时间计算机动时间计算机动时间计算机动时间t tmm(5).精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区域。8