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
(1)光车外圆时主轴转速
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。
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。
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。
如何确定加工时的切削速度,除了可参考表1列出的数值外,主要根据实践经验进行确定。
表1
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 |
|
|
10-20 |
|
铜及铜合金 |
|
200-250 |
120-180 |
90-120 |
铝及铝合金 |
|
300-600 |
200-400 |
150-200 |
铸铝合金(wsi13%) |
|
100-180 |
80-150 |
60-100 |
注:切削钢及灰铸铁时刀具耐用度约为60min。
(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
(1)
式中 P——被加工螺纹螺距,㎜;
k——保险系数,一般取为80。
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。