一、數控車(chē)床編程如何確定切削用量與進(jìn)給量
在編程時(shí),編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí),一定要充分考慮影響切削的各種因素,正確的選擇切削條件,合理地確定切削用量,可有效地提高機械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有:機床、工具、刀具及工件的剛性;切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率;工件精度及表面粗糙度;刀具預期壽命及最大生產(chǎn)率;切削液的種類(lèi)、冷卻方式;工件材料的硬度及熱處理狀況;工件數量;機床的壽命。
上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率為主要因素。
切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過(guò)小,則切削時(shí)間會(huì )加長(cháng),刀具無(wú)法發(fā)揮其功能;若切削速度太快,雖然可以縮短切削時(shí)間,但是刀具容易產(chǎn)生高熱,影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多,概括起來(lái)有:
(1)刀具材料
刀具材料不同,允許的最高切削速度也不同。高速鋼刀具耐高溫切削速度不到50m/min,碳化物刀具耐高溫切削速度可達100m/min以上,陶瓷刀具的耐高溫切削速度可高達1000m/min。
(2)工件材料
工件材料硬度高低會(huì )影響刀具切削速度,同一刀具加工硬材料時(shí)切削速度應降低,而加工較軟材料時(shí),切削速度可以提高。
(3)刀具壽命
刀具使用時(shí)間(壽命)要求長(cháng),則應采用較低的切削速度。反之,可采用較高的切削速度。
(4)切削深度與進(jìn)刀量
切削深度與進(jìn)刀量大,切削抗力也大,切削熱會(huì )增加,故切削速度應降低。
(5)刀具的形狀
刀具的形狀、角度的大小、刃口的鋒利程度都會(huì )影響切削速度的選取。
(6)冷卻液使用
機床剛性好、精度高可提高切削速度;反之,則需降低切削速度。
上述影響切削速度的諸因素中,刀具材質(zhì)的影響最為主要。
切削深度主要受機床剛度的制約,在機床剛度允許的情況下,切削深度應盡可能大,如果不受加工精度的限制,可以使切削深度等于零件的加工余量。這樣可以減少走刀次數。
主軸轉速要根據機床和刀具允許的切削速度來(lái)確定?梢杂糜嬎惴ɑ虿楸矸▉(lái)選取。
進(jìn)給量f(mm/r)或進(jìn)給速度F(mm/min)要根據零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來(lái)選。最大進(jìn)給速度受機床剛度和進(jìn)給驅動(dòng)及數控系統的限制。
編程員在選取切削用量時(shí),一定要根據機床說(shuō)明書(shū)的要求和刀具耐用度,選擇適合機床特點(diǎn)及刀具最佳耐用度的切削用量。當然也可以憑經(jīng)驗,采用類(lèi)比法去確定切削用量。不管用什么方法選取切削用量,都要保證刀具的耐用度能完成一個(gè)零件的加工,或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班次,最小也不能低于半個(gè)班次的時(shí)間。
二、不銹鋼的加工
不銹鋼的強度和硬度與中碳鋼相近,但塑性大,加工硬化嚴重,使切削抗力增大,消耗功率多,加上不銹鋼導熱性差,使切削區和刀具的溫度高,刀具易磨損。此外,不銹鋼的塑性大,粘附性強,容易粘刀而形成積屑瘤,使加工表面粗糙度增大,切切屑不易卷曲和折斷,造成排屑困難。因此,切削不銹鋼的刀具材料,應選擇熱硬性、耐磨性、導熱性、抗粘接性能好的刀具材料,如下表:
表1 車(chē)削不銹鋼常用的刀具材料選擇
刀具材料 |
硬質(zhì)合金 |
高速鋼 |
牌號 |
YT798、YT712、1#、YA6、Y320、YS8、YW1、YW2、YW3、YG8N、YG8、YG813、YG643、YT726、YM051、YM052、YD15 |
W6M05Cr4V2、W6M05Cr4V2Al、W12Cr4V4Mo、W2Mo9Cr4Co8、W10Mo4Cr4V3Al、W9Mo3Cr4V3Co10、W2Mo9Cr4VCo8、W12Mo3Cr4V3Co5Si、W10Mo4Cr4V3Co4Nb |
車(chē)刀宜采用較大的前角和較小的副倒棱,在保證切削刃強度的條件下,盡可能使切削刃鋒利,以減輕加工硬化。車(chē)刀的前刀面和后刀面應仔細研磨,以保證加工表面獲得較小的表面粗糙度值。
表2 車(chē)削不銹鋼時(shí)的刀具幾何參數
刀具材料 |
后角 |
前角 |
主偏角 |
副偏角 |
刀尖半徑 |
高速鋼 |
8°~12° |
連續切削 -2°~-6°; 斷續切削 -5°~-15° |
切削量大時(shí)45°; 一般60°、75° 臺階軸90° |
8°~15° |
0.2~0.8mm |
硬質(zhì)合金 |
6°~10° |
為解決卷屑、斷屑問(wèn)題,常使用如圖1所示的卷屑槽。卷屑槽參數如表3
圖1 車(chē)削不銹鋼車(chē)刀的卷屑槽
表3-1 YG8不銹鋼車(chē)刀的卷屑槽參數
工件直徑 |
半徑rBn/mm |
寬度b/mm |
γ0/(°) |
棱邊寬度bγ1/mm |
<20 |
1.5 2.5 |
2 3 |
42 37 |
精車(chē):0.05~0.10 粗車(chē):0.10~0.20 |
>20~40 |
3 3.5 4 |
30 |
||
>40~80 |
4 4.5 5 |
30 |
||
>80~200 |
5.5 6 6.5 |
5 5.5 6 |
27 27 27.5 |
精車(chē):0.10~0.20 粗車(chē):0.15~0.30 |
>200 |
6.5 7 7.5 |
6 6.5 7 |
27.5 |
表3-2 YG8不銹鋼內孔車(chē)刀卷屑槽參數
車(chē)孔直徑 |
半徑rBn/mm |
加工1Cr18Ni9Ti不銹鋼和中等硬度的2Cr13等馬氏體不銹鋼 |
加工耐濃硝酸用不銹鋼和硬度較高的2Cr13、3Cr13等馬氏體不銹鋼 |
||
寬度b/mm |
γ0/(°) |
寬度b/mm |
γ0/(°) |
||
<20 |
1.6 2.0 2.5 |
2.0 2.5 3.0 |
39 39 37 |
1.6 2.0 2.5 |
30 |
>20~40 |
2.0 2.5 3.0 |
2.5 3.0 3.5 |
39 37 36 |
2.0 2.5 2.8 |
30 30 28 |
>40~60 |
4.0 4.5 5.0 |
4.0 4.5 5.0 |
30 |
3.2 3.5 4.0 |
24 23 24 |
>60~80 |
4.5 5.0 6.0 |
4.5 5.0 6.0 |
30 |
3.5 4.0 5.0 |
23 24 24.5 |
>80 |
5.0 6.0 7.0 |
4.0 5.0 6.0 |
24 24.5 25.5 |
3.5 4.5 5.0 |
20.5 22 21 |
表3-3 YG8不銹鋼切斷刀卷屑槽參數
直徑 |
半徑rBn/mm |
寬度b/mm |
γ0/(°) |
<20 |
2.5 3.2 4.2 |
3 4 5 |
37 39 36.5 |
>20~50 |
3.2 4.2 5.5 |
4 5 6 |
39 36.5 33 |
>50~80 |
4.2 5.5 6.5 |
5 6 7 |
36.5 33 32.5 |
>80~120 |
5.5 6.5 8 |
6 7 8 |
33 32.5 30 |
車(chē)削不銹鋼時(shí)的切削深度和進(jìn)給量的選擇原則與切削普通碳素鋼沒(méi)有多大差別,但切削速度只有其40%~60%。若以車(chē)削1Cr18Ni9Ti的切削速度為基數(見(jiàn)表4),則車(chē)削2Cr13、3Cr13(硬度28HRC以下)的且切削速度可提高1.2~1.5倍,車(chē)削奧氏體不銹鋼0Cr18Ni18Mo2CuTi時(shí),切削速度應降低到0.6~0.7倍
表4 車(chē)削不銹鋼的切削用量選擇
工件直徑范圍(mm) |
車(chē)外圓 |
鏜孔 |
切斷 |
|||||
粗車(chē) |
精車(chē) |
n/(r/min) |
f/(mm/r) |
n/(r/min) |
f/(mm/r) |
|||
n/(r/min) |
f/(mm/r) |
n/(r/min) |
f/(mm/r) |
|||||
≤10 |
1220~955 |
0.19~0.6 |
1220~955 |
0.07~0.2 |
1200~955 |
0.07~0.3 |
1200~955 |
手動(dòng) |
>10~20 |
955~765 |
955~765 |
955~600 |
955~765 |
||||
>20~40 |
765~480 |
0.27~0.81 |
765~480 |
0.1~0.3 |
600~480 |
0.1~0.5 |
765~600 |
0.1~0.25 |
>40~60 |
480~380 |
480~380 |
480~380 |
600~480 |
||||
<60~80 |
380~305 |
380~305 |
380~230 |
480~305 |
||||
>80~100 |
305~230 |
305~230 |
305~185 |
380~230 |
0.08~0.2 |
|||
>100~150 |
230~185 |
230~185 |
230~150 |
305~150 |
||||
>150~200 |
185~120 |
185~120 |
185~120 |
≤150 |
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