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耳朵进水:数控机床切削速度和进给速度的计算

在CNC加工中,选择一把刀具后,很多人通常不明白该选用多少切削速度、多少转速,而只是通过实验,只要没有特别的问题,就认为是可以了。这样做非常危险,经常会发生的问题就是断刀,或者导致材料溶化或者发焦。有没有科学的计算方法,答案是肯定的。

1. 铣削切削速度

铣削切削速度是指刀具上选定点相对于工件相应点的瞬时速度。

Vc=πDN/1000

Vc 切削速度,单位m/min

N 刀具转速,单位r/min

D 铣刀直径,单位 mm

切削速度受到刀具材料、工件材料、机床部件刚性以及切削液等因素的影响。通常较低的切削速度常用于加工硬质或韧性金属,属于强力切削,目的是减少刀具磨损和延长刀具的使用寿命。较高的切削速度常用于加工软性材料,目的是为了获得更好的表面加工质量。当选用小直径刀具在脆性材料工件或者精密部件上进行微量切削时,也可以采用较高的切削速度。比如用高速钢铣削速度,铝是91~244m/min,青铜是20~40m/min。

2. 进给速度

进给速度是决定机床安全高效加工的另外一个同等重要的因素。它是指工件材料与刀具之间的相对走刀速度。对于多齿铣刀来讲,由于每个齿都参与切削工作,被加工工件切削的厚度取决于进给速度。切削厚度会影响铣刀的使用寿命,而过大的进给速度则会导致切削刃破损或者刀具折断。

Vf = Fz * Z * N

Vf 进给速度,单位mm/minFz 每齿进给量,单位mm/rZ 刀具齿数N 刀具转速,单位r/min

从上面公式看出,我们只需要知道每齿的进给量(切削量)、主轴转速,就可以知道进给速度了。换言之,知道了每齿的进给量和进给速度,就可以求出主轴转速。

比如高速钢铣刀进给量,当刀具直径是6毫米时,每齿的进给量:铝0.051;青铜0.051;铸铁0.025;不锈钢0.025

3. 切削深度

加工时需要考虑的第三个因素是切削深度。它受工件材料切削量、机床的主轴功率、刀具以及机床刚性等因素的限制。通常切钢立铣刀的切削深度不应超过刀具直径的一半。切削软性金属,切削深度可以更大些。立铣刀必须是锋利的,并且在工作时必须与立铣刀夹头保持同心,并尽可能减少刀具安装时的外伸量。

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