精讲切削参数,数控车削程序转速进给设置多少,看完不再求人

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如果将数控车削技术比作武功修炼的话,那么车削三要素(切削深度vc、进给率Fn和切削深度Ap)就是内功心法的修炼,数控程序就是武功的招式,好比郭靖的降龙十八掌,如果空有招式,只不过花拳绣腿罢了,不堪一击,所以扎扎实实掌握好车削三要素的知识尤为重要;当然作为兵器的数控刀具的知识也是必不可缺,大家可以查看老表前面写的关于刀具的基础知识。

1-切削三要素

单刀直入,想要准确无误地理解切削三要素,那么必须知道它们的定义,大家可结合图1和下面的定义去理解记忆。

切削速度Vc:切削刃上所选点相对于工件该点运动的瞬间速度,单位为米/分钟(m/min)。

进给率Fn:工件在旋转一周过程中刀具沿进给方向上的刀具移动量,单位为毫米每转(mm/r)。

切削深度Ap:与进刀方向垂直的切削宽度,单位为毫米(mm)。

下面我们来单一解析各个要素在加工中的作用及具体选用标准。

切削速度Vc(确保最佳刀具寿命)

很多人会错误地把主轴转速理解为切削3要素的一种,其实要从根本上纠正它,非常容易,因为主轴转速是由切削速度决定的,首先我们要知道一个非常重要的知识点,在加工中,切削速度的大小是直接影响刀具寿命最大的单一因素,我们来打个比喻,把数控刀具比作一根钢笔,刀具的寿命就是钢笔中的墨水,如果我们写字的速度越快,那们墨水用完的速度就会越快,所以切削速度越大,就越容易缩短刀具的寿命,关于切削三要素对刀具寿命影响的大小,可以查看下图2,在加工中设置合理主轴转速至关重要,因为它涉及到切削速度的大小,决定了刀具的使用成本。

2-切削三要素对刀具寿命的影响

在实际加工,我们应该如何正确地设置主轴转速,老表见过很多车间老师傅都是靠经验,你问他为什么,他们也说不出个所以然来;那么今天,老表来教大家(有小学数学知识即可),保证大家一学就会,分分钟变成老司机;首先,老表想说专业的事交给专业的人做,对数控刀具的认识,生产厂家肯定是最专业的,只要找到刀片放置盒,上面有生产厂家关于切削速度Vc的推荐值区间,如下图3,一款适用于钢件、不锈钢和铸铁工件加工的三菱V型(35°)刀片,刀具盒上清楚的写着加工不同材料推荐的切削速度Vc的区间。

3-三菱刀片

下面是切削速度的计算公式,文章开头说过切削速度Vc的定义是切削刃上所选点(一般我们指刀尖点)相对于工件该点运动的瞬间速度,单位为米/分钟(m/min),说直大白话就是,在一分钟内,刀尖点相对工件表面走了多少米,假设主轴转速为每1分钟转动一圈,那么切削速度就是工件周长,周长的计算公式是直径D乘以圆周率π(3.14)。

4-切削速度计算公式

那么已知刀具厂家推荐的切削速度,反过来计算转速就非常容易了,还有不懂得,老表只能说需要复习小学的数学知识,这样计算出的转速即合理又科学(对一款成熟的刀片,厂家肯定是反复验证后才会推出市场);当然实际加工中同一工件的直径可能会变化很大,我们需要计算不同的主轴转速,针对这个问题,有个更好的办法,我们可以在编程中指定G96/G97恒定线速度车削来控制,数控系统会自动计算出转速,在这里老表就不展开讲了,在后续讲到数控车削编程的时候,我们再来仔细聊聊。

5-主轴转速计算公式

进给率Fn(缩短切削时间)

5-数控刀具知识文章

因为进给率Fn的大小,控制了加工时间的长短,在对刀具寿命影响方面中,进给量过小,会导致后刀面和工件间摩擦的时间变久,刀具寿命大幅降低;进给量过大,运动剧烈,切削温度急剧升高,后刀面磨损也会增大,但相比切削速度Vc对刀具寿命的影响还是要小的多(可图2)。

6-进给率图示

在实际加工,我们应该如何正确地设置为进给率Fn,方法还是和切削速度类似,根据加工的材料的类别,结合自身机床条件和产品交货时间,在厂家推荐区间范围选用即可。

7-山特维克刀具

切削深度(减少切削走刀次数)

可能前面关于切削深度的定义有些不好理解,为加深大家的记忆,用大白话讲就是,未加工表面与已加工表面之间的差值,它是工件未加工直径与已加工直径差值的一半。

切削深度的选用,切削深度应优先考虑工件的加工余量、形状、机床功率、刚性及刀具的刚性,然后结合厂家推荐的数值综合确定。切削深度变化对刀具寿命影响小大。切削深度过小时,会造成刮擦,只切削工件表面的硬化层,缩短刀具寿命。当工件表面具有硬化的氧化层时,应在机床功率允许范围内选择尽可能大的切削深度,以避免刀尖只切削工件的表面硬化层,造成刀尖的异常磨损甚至破损。

另外一个比较重要的经验:车削过程中切削深度Ap应大于刀尖半径Re,往往更具备优势。当切削深度Ap小于刀尖半径时,工件承受的径向力Fr随切深加大而增加,而当切深等于或大于刀尖半径时,径向力稳定在最大值。

8-切削深度

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