數(shù)控編程時(shí),程序員必須確定每道工序的切削用量,并作為指令寫(xiě)入程序中。切削用量包括切削速度、后嚙合和進(jìn)給速度。不同的加工方法需要不同的切削用量。
1. 切割劑量的選擇原則
粗加工時(shí),一般以提高生產(chǎn)率為主,但也要考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本。在半精加工和精加工的情況下,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下考慮切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)器手冊(cè)、切割劑量手冊(cè)、經(jīng)驗(yàn)而定。
從刀具的耐用性出發(fā),切削用量的選擇順序是。先確定后嚙合,再確定進(jìn)給量,最后確定切削速度。
2. 背約的確定
后嚙合由機(jī)床、工件和刀具的剛度決定。在剛度允許的情況下,后嚙合應(yīng)盡可能與工件的庫(kù)存量相等,這樣可以減少道次,提高生產(chǎn)效率。
如何確定反向參與的原則。
(1)當(dāng)要求工件表面粗糙度值為Ra12.5μm~25μm時(shí),如果CNC加工的庫(kù)存量小于5mm~6mm,粗加工一次即可滿(mǎn)足要求。但當(dāng)余量較大、工藝系統(tǒng)剛性差或機(jī)器功率不足時(shí),可分多次進(jìn)給。
(2)當(dāng)要求工件表面粗糙度值為Ra3.2μm~12.5μm時(shí),可分為粗加工和半精加工兩個(gè)步驟。粗加工時(shí)的后嚙合與以前相同。粗加工后留出0.5mm~1.0mm的余量,半精加工時(shí)切斷。
(3)當(dāng)要求工件表面粗糙度值為Ra0.8μm~3.2μm時(shí),可分三步進(jìn)行。粗加工、半精加工和精加工。半精加工時(shí)的后嚙合需要1.5mm~2mm。精加工時(shí)后嚙合為0.3mm~0.5mm。
3. 飼料的確定
進(jìn)給量主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料來(lái)確定。最大進(jìn)給速度受機(jī)器剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能的限制。
如何確定進(jìn)給速度。
1)在能保證工件質(zhì)量要求的情況下,為提高生產(chǎn)效率,可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100~200m/min范圍內(nèi)選擇。
2)切削或加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí),宜選擇較低的進(jìn)給速度,一般在20~50m/min范圍內(nèi)。
3)當(dāng)加工精度和表面粗糙度較高時(shí),進(jìn)給速度應(yīng)選擇較小,一般在20~50m/min范圍內(nèi)。
4)刀具在空行程時(shí),特別是距離“歸零”時(shí),可選擇機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。
4. 主軸轉(zhuǎn)速的確定
主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為。
n=1000*v/π*D
v——切削速度,m/min,由刀具的耐用性決定;
N——主軸轉(zhuǎn)速,單位為r/min;
D——工件直徑或刀具直徑,mm。
計(jì)算出的主軸轉(zhuǎn)速n最終根據(jù)機(jī)床手冊(cè)選擇為與機(jī)床比較接近的轉(zhuǎn)速。
總之,切割劑量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)器性能、相關(guān)手冊(cè)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)類(lèi)推確定。同時(shí),主軸轉(zhuǎn)速、切深和進(jìn)給速度可相互適應(yīng),形成最佳切削用量。
5. 參考公式
1) 后訂婚 (ap)
被加工表面與被加工表面之間的垂直距離稱(chēng)為后嚙合。后嚙合是由切削點(diǎn)基點(diǎn)測(cè)量并垂直于工作平面的嚙合。它是每次進(jìn)給車(chē)刀進(jìn)入工件的深度,因此稱(chēng)為切削深度。根據(jù)此定義,如在臥式轉(zhuǎn)圓柱車(chē)床中,其后嚙合可計(jì)算如下。
Ap = (dw-dm)/2
式中ap——背嚙合(mm);
Dw——被加工工件的表面直徑(mm);
Dm——已加工工件的表面直徑(mm)。
示例 1. 已知待加工表面的直徑為Φ95mm;現(xiàn)在送料車(chē)直徑為Φ90mm,并尋求回嚙合。
解決方案。 ap=(dw-dm)/2=(95-90)/2=2.5mm
2) 飼料 (f)
工件或刀具每轉(zhuǎn)一圈,刀具與工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移。按進(jìn)給方向分為橫向進(jìn)給和橫向進(jìn)給。橫向進(jìn)給是指沿床身導(dǎo)軌方向進(jìn)給,橫向進(jìn)給是指垂直于床身導(dǎo)軌方向進(jìn)給。
進(jìn)給速度 vf 是切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件進(jìn)給移動(dòng)的瞬時(shí)速度。
Vf=f*n
式中vf——進(jìn)給速度(mm/s);
N——主軸轉(zhuǎn)速(r/s);
f——進(jìn)給(mm /s)。
3)切削速度(vc)
切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
Vc=(π*dw*n)/1000
式中vc——切削速度(m/min);
Dw——被加工工件的表面直徑(mm);
n——工件轉(zhuǎn)速(r/min)。
計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大切削速度為標(biāo)準(zhǔn)。例如,在使用機(jī)床時(shí),由于速度最高,刀具磨損最快,所以計(jì)算出要加工的表面直徑的值。
示例 2. 工件外徑直徑為Φ60mm,選用的車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min,vc
解決方案。 vc=(π*d*w*n)/1000 = 3.14x60x600/1000 = 113 m/min
在實(shí)際生產(chǎn)中,它通常被稱(chēng)為工件的直徑。根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求,選擇切削速度,然后將切削速度換算成車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速,以便調(diào)整車(chē)床,得到如下公式。
n=(1000*vc)/π*dw
示例 3: 在CA6140臥式車(chē)床Φ260mm皮帶輪外圓上,選vc為90m/min,求n。
解:n=(1000*vc)/π*dw=(1000×90)/(3.14×260)=110r/min
計(jì)算車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速后,應(yīng)選擇接近銘牌的數(shù)值,即選擇n=100r/min作為車(chē)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速。
6.總結(jié)
切削用量的三個(gè)因素是切削速度(vc)、進(jìn)給量(f)、進(jìn)給速度(vf)、后嚙合度(ap)的總稱(chēng)。
1.背嚙合ap(mm)
ap=(dw-dm) / 2
2.進(jìn)給f(mm/r)
vf=f*n
3.切割速度vc(m/min)
vc=(π*dw*n)/1000