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切削用量的相关选择

(1)确定背吃刀量ap(mm)

    背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定,在系统刚度允许的情况下,为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量,根据被加工零件的余量确定分层切削深度,选择较大的背吃刀量,以提高生产效率。在数控加工中,为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度,建议留少量的余量(0.2~0.5mm),在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时,除了留有必要的半精加工和精加工余量外,在工艺系统刚性允许的条件下,应以最少的次数完成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。

(2)确定主轴转速n(r/min)

    主轴转速n主要根据刀具允许的切削速度VC(m/min)确定:

    其中:VC——切削速度。

    d——零件或刀具的直径(mm)。

    切削速度VC与刀具耐用度关系比较密切,随着VC的加大,刀具耐用度将急剧下降,故VC的选择主要取决于刀具耐用度。

    主轴转速n确定后,必须按照数控机床控制系统所规定的格式写入数控程序中。在实际操作中,操作者可以根据实际加工情况,通过适当调整数控机床控制面板上的主轴转速倍率开关,来控制主轴转速的大小,以确定最佳的主轴转速。

(3)进给量或进给速度F(mm/r,mm/min)的选择

    进给速度F是切削时单位时间内零件与铣刀沿进给方向的相对位移量,单位为mm/r或mm/min。

    进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字F表示的,F是数控机床切削用量中的一个重要参数,主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求,以及所使用的刀具和工件材料来确定。零件的加工精度要求越高,表面粗糙度要求越低时,选择的进给量数值就越小。实际中,应综合考虑机床、刀具、夹具和被加工零件精度、材料的机械性能、曲率变化、结构刚性、工艺系统的刚性及断屑情况,选择合适的进给速度。

    进给率数是一个特殊的进给量表示方法,即进给率的时间倒数——FRN(Feed Rate Number的缩写),对于直线插补的进给率数为:

    式中F——进给量(m/min)。

    L——程序段的加工长度,是刀具沿工件所走的有效距离(mm)。

    程序段中编入了进给率数FRN,实际上就规定了执行该程序段的时间T,它们之间的关系是:

    程序编制时选定进给量F后,刀具中心的运动速度就一定了。在直线切削时,切削点(刀具与加工表面的切点)的运动速度就是程序编制时给定的进给量。但是在做圆弧切削时,切削点实际进给量并不等于程序编制时选定的刀具中心的进给量。

    采用FRN编程,在做直线切削时,由于刀具中心运动的距离与程序中直线加工的长度经常是不同的,故实际的进给量与程序编制预定的FRN所对应的值也不同。在做圆弧切削时,刀具的进给角速度是固定的,所以切削点的进给量与编程预定的FRN所对应的值是一致的。由此可知,当一种数控装置既可以用F编制程序,也可以用FRN编制程序时,做直线切削适宜采用进给量F编制程序,做圆弧切削时宜采用FRN编制程序。

    在轮廓加工中选择进给量F时,应注意在轮廓拐角处的“超程”问题,特别是在拐角较大而且进给量也较大时,应用在接近拐角处适当降低速度,而在拐角过后再逐渐提速的方法来保证加工精度。

    数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。为了获得最高的生产率和单位时间的最高切除率,在保证零件加工质量和刀具耐用度前提下,应合理地确定切削参数。

    随着数控机床在生产实际中的广泛应用,数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中,要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此,编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则,从而保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点,提高企业的经济效益和生产水平。
 
 


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