一、认识切削用量
切削用量是指在切削过程中,刀具与工件之间的相对运动参数,包括切削速度(v)、进给量(f)和切削深度(ap)。这些参数对加工效率、工件质量和刀具寿命有重大影响。
二、切削速度的选择
切削速度直接影响加工效率和刀具寿命。一般而言,切削速度越高,加工效率越高,但刀具寿命越短。切削速度的选择主要取决于刀具材料、工件材料、加工方式和冷却条件。
1. 刀具材料
不同刀具材料具有不同的切削速度范围。高速钢(HSS)刀具的切削速度一般为80-150 m/min,硬质合金刀具为100-300 m/min,陶瓷刀具为200-500 m/min,CBN 刀具为300-1000 m/min。
2. 工件材料
工件材料的硬度、强度和韧性等特性会影响切削速度的选择。一般而言,硬度较高的工件需要较低的切削速度,而韧性较好的工件则需要较高的切削速度。
3. 加工方式
不同的加工方式对切削速度的要求也不同。如车削、铣削等连续切削加工方式可以采用较高的切削速度,而钻孔、攻丝等间歇切削加工方式则需要较低的切削速度。
4. 冷却条件
冷却剂可以有效降低切削温度,延长刀具寿命。在使用冷却剂时,可以适当提高切削速度。
三、进给量选择
进给量是指刀具相对于工件的移动量,单位为 mm/r。进给量直接影响工件的表面粗糙度和加工效率。
1. 表面粗糙度
进给量越大,工件表面粗糙度越差。一般而言,精加工时需要采用较小的进给量,粗加工时采用较大的进给量。
2. 加工效率
进给量越大,加工效率越高。但是,过大的进给量会导致刀具过载、产生振动和影响工件质量。因此,应根据刀具性能和工件材料选择合理的进给量。
四、切削深度的选择
切削深度是指刀具一次切削从工件上去除的材料厚度,单位为 mm。切削深度直接影响加工效率和切削力。
1. 加工效率
切削深度越大,加工效率越高。但是,过大的切削深度会增加切削力,导致刀具过载和振动。
2. 切削力
切削力随着切削深度的增加而增大。过大的切削力会导致刀具过早失效,影响工件质量。
五、切削用量的科学计算
切削用量的选择需要综合考虑刀具材料、工件材料、加工方式和冷却条件等因素。为了获得最佳切削性能,需要进行科学计算。
具体的切削用量计算方法因加工方式不同而异。例如,在车削中,切削速度可以根据公式 v = πnD/1000 计算,其中 v 为切削速度(m/min),n 为刀具转速(r/min),D 为工件直径(mm)。进给量可以根据公式 f = S×n 计算,其中 f 为进给量(mm/r),S 为进给速度(mm/r),n 为刀具转速(r/min)。
切削用量的选择是切削加工中的关键环节。合理的切削用量可以提高加工效率,保证工件质量,延长刀具寿命。通过理解切削用量的机理,并进行科学计算,可以优化切削工艺,实现高效、高质量的加工。