數(shù)控銑床切削用量的選擇 如何選擇切削用量

    在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，切削用量都預(yù)先編入程序中，在正常加工情況下，人工不予改變。只有在試加工或出現(xiàn)異常情況時(shí)．才通過(guò)速率調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)整切削用量。因此程序中選用的切削用量應(yīng)是最佳的、合理的切削用量。只有這樣才能提高數(shù)控機(jī)床的加工精度、刀具壽命和生產(chǎn)率，降低加工成本。

影響切削用量的因素有：

    機(jī)床 切削用量的選擇必須在機(jī)床主傳動(dòng)功率、進(jìn)給傳動(dòng)功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍、進(jìn)給速度范圍之內(nèi)。機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)的剛性是限制切削用量的重要因素。切削用量的選擇應(yīng)使機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)不發(fā)生較大的“振顫”。如果機(jī)床的熱穩(wěn)定性好，熱變形小，可適當(dāng)加大切削用量。

    刀具  刀具材料是影響切削用量的重要因素。表6-2是常用刀具材料的性能比較。

數(shù)控機(jī)床所用的刀具多采用可轉(zhuǎn)位刀片（機(jī)夾刀片）并具有一定的壽命。機(jī)夾刀片的材料和形狀尺寸必須與程序中的切削速度和進(jìn)給量相適應(yīng)并存入刀具參數(shù)中去。標(biāo)準(zhǔn)刀片的參數(shù)請(qǐng)參閱有關(guān)手冊(cè)及產(chǎn)品樣本。

表6-2  常用刀具材料的性能比較

    工件  不同的工件材料要采用與之適應(yīng)的刀具材料、刀片類(lèi)型，要注意到可切削性�？汕邢餍粤己玫臉�(biāo)志是，在高速切削下有效地形成切屑，同時(shí)具有較小的刀具磨損和較好的表面加工質(zhì)量。較高的切削速度、較小的背吃刀量和進(jìn)給量，可以獲得較好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、較小的背吃刀量和進(jìn)給量可以得到較高的加工精度。

    冷卻液  冷卻液同時(shí)具有冷卻和潤(rùn)滑作用。帶走切削過(guò)程產(chǎn)生的切削熱，降低工件、刀具、夾具和機(jī)床的溫升，減少刀具與工件的摩擦和磨損，提高刀具壽命和工件表面加工質(zhì)量。使用冷卻液后，通�？梢蕴岣咔邢饔昧�。冷卻液必須定期更換，以防因其老化而腐蝕機(jī)床導(dǎo)軌或其他零件，特別是水溶性冷卻液。

    以上講述了機(jī)床、刀具、工件、冷卻液對(duì)切削用量的影響。切削用量的選擇原則參考2.3.3和4.2.2的內(nèi)容，下面主要論述銑削加工的切削用量選擇原則。

    銑削加工的切削用量包括：切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次選擇進(jìn)給速度，最后確定切削速度。

    1.背吃刀量a_p或側(cè)吃刀量a_e

    背吃刀量a_p為平行于銑刀軸線(xiàn)測(cè)量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時(shí)，a_p為切削層深度；而圓周銑削時(shí)，為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量a_e為垂直于銑刀軸線(xiàn)測(cè)量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時(shí)，a_e為被加工表面寬度；而圓周銑削時(shí)，a_e為切削層深度，見(jiàn)圖6-29。

背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定：

①    當(dāng)工件表面粗糙度值要求為R_a=12.5～25μm時(shí)，如果圓周銑削加工余量小于5㎜，端面銑削加工余量小于6㎜，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但是在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分為兩次進(jìn)給完成。

②    當(dāng)工件表面粗糙度值要求為R_a=3.2～12.5μm時(shí)，應(yīng)分為粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.5～1.0㎜余量，在半精銑時(shí)切除。

③    當(dāng)工件表面粗糙度值要求為R_a=0.8～3.2μm時(shí)，應(yīng)分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5～2㎜；精銑時(shí)，圓周銑側(cè)吃刀量取0.3～0.5 ㎜，面銑刀背吃刀量取0.5～1 ㎜。

2.進(jìn)給量f與進(jìn)給速度V_f的選擇

銑削加工的進(jìn)給量f（㎜/r）是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量；進(jìn)給速度V_f（㎜/min）是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。進(jìn)給速度與進(jìn)給量的關(guān)系為V_f  = nf（n為銑刀轉(zhuǎn)速，單位r /min）。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或通過(guò)選取每齒進(jìn)給量f_z，再根據(jù)公式f =Zf_z（Z為銑刀齒數(shù)）計(jì)算。

每齒進(jìn)給量f_z的選取主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料強(qiáng)度和硬度越高，f_z越��；反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類(lèi)高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高，f_z就越小。每齒進(jìn)給量的確定可參考表6-3選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。

表6-3  銑刀每齒進(jìn)給量參考值

3.切削速度V_c

銑削的切削速度V_c與刀具的耐用度、每齒進(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng)f_z、a_p、a_e和Z增大時(shí)，刀刃負(fù)荷增加，而且同時(shí)工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，可以提高切削速度。

銑削加工的切削速度V_c可參考表6-4選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)公式通過(guò)計(jì)算選取。

表6-4 銑削加工的切削速度參考值