第9章刀具合理几何参数的选择及切削用量优化.ppt

刃倾角的选择 根据加工性质和加工条件选择 1）粗加工λS 0（保护刀尖）精加工λS 0（使FP小些） 2）断续切削：λS 0（保护刀尖）3）工件σb、HB大：λS 0（保护刀尖）4）系统刚性差：λS 0（使FP小些）5）微量切削：λS取大值(使刀具实际刃口半径↓） 切削用量的制订原则 粗加工时，为充分发挥机床和刀具的性能，以提高金属切除量为主要目的，应选择较大的切削深度、较大的进给量和适当的切削速度。 精加工时，应主要考虑保证加工质量，并尽可能的提高加工效率，应采用较小的进给量和较高的切削速度。在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。 在一般情况下，首先根据加工余量选择切削深度ap ，其次根据工件材料的硬化深度和切屑断连的已加工表面粗糙度情况选择进给量f ，最后尽量选择较高的（高速钢刀具选择较低的）切削速度v ，以切削速度来控制切削温度，消除切屑瘤，保证工件表面粗糙度。 切削用量优化方法 按切削工时tm ，计算的生产率P为:P＝1 / tm 式中，dw — 车削前的毛坯直径（mm）； Lw — 工件切削部分长度（mm）； Δ — 加工余量（mm）； nw — 工件转速（r/min）。 P=A0vfap 1、切削用量对生产率的影响 利用上式， ap 、f、v中的任何参数增加1倍，都可提高生产效率1倍。 可见ap 、f、v中增大任何一项，刀具耐用度都要下降。 在切削用量三要素中，切削速度v对刀具耐用度的影响最大，进给量f的影响次之，背吃刀量ap影响最小。因此，从保证合理的刀具耐用度来考虑时，应首先选择尽可能大的背吃刀量；其次按工艺和技术条件的要求选择较大的进给量f；最后根据合理的刀具耐用度确定切削速度v。 2、切削用量对刀具耐用度的影响 用YT5硬质合金车刀切削抗拉强度为0．637GPa的碳钢时，切削用量与刀具耐用度的关系为： 在切削用量三要素中： 切削速度v增大时，切屑变形和切削力有所减小，已表面粗糙度值减小； 进给量f 增大，切削力将增大，而且表面粗糙度值会显著增大； 背吃刀量ap增大，切削力成比例增大，使工艺系统弹性变形增大，并可能引起振动，因而会降低加工精度，使已加工表面粗糙度值增大。 因此，在精加工和半精加工时，常常采用较小的背吃刀量和进给量f。为了避免或减小积屑瘤和鳞刺，提高表面质量，硬质合金车刀常采用较高的切削速度（一般 v=80～100 m/min 以上），高速钢车刀则采用较低的切削速度（如宽刃精车刀 v =3～8 m/min)。 3、切削用量对加工质量的影响 第四节 切削用量三要素的确定 切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工。 粗加工（ Ra =12.5～50μm）时 ，应尽量用一次走刀就切除全部加工余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8～10mm。 半精加工（ Ra =3.2～6.3μm）时，被吃刀量取为0.5～2mm。 精加工（ Ra =0.8～1.6μm）时，被吃刀量取为0.1～0.4mm 1、背吃刀量的选择 粗加工时，当加工余量太大、工艺系统刚性不足、或者加工余量极不均匀，以致引起很大振动时，可分几次走刀，若二次走刀或多次走刀时，应将第一次走刀的背吃刀量取大些，一般为总加工余量的2／3～3／4。而且最后一次走刀的背吃刀量取的要小一点，以使精加工工序有较高的刀具耐用度和加工精度及较小的表面粗糙度值。 在加工铸、锻件或加工不锈钢等加工硬化严重的材料时，应尽量使背吃刀量大于硬皮层或冷硬层的厚度，以保护刀尖，避免过早磨损。 精加工时，背吃刀量的选取应该根据表面质量的要求来选择。在用硬质合金刀具、陶瓷刀具、金刚石和立方氮化硼刀具精细车削和镗孔时，切削用量可取为 ap =0.05～0.2mm， f=0.01～0.1mm， v=240～900m/min， 这时表面粗糙度值可以达到Ra=0.32～0.1μm，精度达到或高于IT5(孔达到IT6)，可以代替磨削加工。 用硬质合金刀具、陶瓷刀、金刚石和立方氮化硼刀具精细车削和镗孔时，切削用量可取为0.05—0.2mm，f=0.01～0.1mm／r，v=240～900m／min；这时表面粗糙度可达Ra0.32～0.1um，精度达到或高于IT5(孔到IT6)，可代替磨削加工。 2、进给