切削用量的制定.doc

第十一章 切削用量的制定 切削用量的制定直接影响生产效率和加工成本。学习本章后应能够根据具体条件和要求，正确地选择切削用量。 111 必备知识和考试要点 1了解切削用量的制定原则。 2掌握粗加工时切削用量的选择方法。 3明确限制选择切削用量的因素和解决办法。 112 典型范例和答题技巧 例111 选择切削用量的原则是什么?从刀具耐用度出发时，按什么顺序选择切削用量?从机床动力出发时，按什么顺序选择切削用量?为什么? 答案 选择切削用量的原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次要在机床动力和刚度允许，又能满足加工表面粗糙度的前提下，选取尽可能大的进给量厂，最后根据确定的刀具耐用度选取或计算切削速度v。 以刀具耐用度选择切削用量时，选择的顺序应为apfv。其理由可从刀具耐用度表达式T=CT/vXfYapZ中， 由于XYZ，即切削速度v对刀具耐用度影响最大，其次是进给量f，背吃刀量ap的影响最小。按这个顺序选择切削用量，得到的生产率最高。如果生产率不变，按这个顺序选择切削用量，刀具耐用度最高。根据机床动力选择切削用量时，选择的顺序应为fvap. 其理由从机床功率的计算公中， 由于1=XFzYFznFz; 当nFz=0时，影响切削功最小的是f，其次是v与ap；当nFz1十nF，影响切削功率最小的是f，其次是v，最后是ap所以，从机床动力考虑，理论上首先应按影响功率最小的f、其次v、最后ap的顺序选择切削用量。但实际上，考虑ap取小值时，会增加走刀次数，从而增加了辅助工时，因此生产中一般仍按apfv的顺序选择切削用量，即先选择尽可能大的ap，其次选择尽可能大的f, 最后确定v。 例112 粗加工时进给量选择受哪些因素限制?当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增加进给量，而保证表面粗糙度要求?答案 粗加工时切削力很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。最大进给量主要受以下因素限制： (1)机床进给机构的强度； (2)车刀刀杆的强度和刚度；(3)工件装夹刚度；(4)硬质合金或陶瓷刀片的强度。 半精加工和精加工时，进给量的选择受到表面粗糙度的限制。此时为减小加工表面粗糙度，可适当增大刀尖圆弧半径ge、减小副偏角kr9，采用修光刃等办法。此外，可增大前角go，提高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施，以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。 例113 如果选定切削用量后发现超过机床功率时，应如何解决? 答案 理论上影响机床功率大小的因素排列顺序是apvf，所以，选定的切削用量超过机床功率时，也应按上述顺序减小切削用量。但考虑减小ap，会增加走刀次数，增加辅助工时，所以在不希望增加走刀次数的情况下，首先应适当降低v，然后再考虑减小f。 例114 制定切削用量时，影响切削速度的因素有哪些?解释其原因。 答案 制定切削用量时，依次选择背吃刀量ap和进给量f后，可用计算或查表来选择切削速度v。从公式和表格中可以看出影响切削速度的因素有：(1)背吃刀量ap、进给量f与速度v成反比例关系，即粗加工时，由于ap和f均较大，故应选择较低的v；精加工时，ap和f均较小，故应选择较高的v。 (2)工件材料的性能影响切削速度v。 工件材料强度、硬度较高时，应选较低的v，反之则选较高的v；工件材料加工性愈差，则v也选得愈低。(3)刀具材料的性能影响切削速度v。刀具材料切削性能愈好，v可选得愈高，故硬质合金刀具的v比高速钢刀具要高几倍。 (4)具体加工条件影响切削速度v。断续、有冲击的切削，细长、薄壁工件等加工时应减小v。 例115 切削用量选得愈大，加工工时愈短，是否说明生产率愈高?为什么? 答案 切削用量选得愈大，加工工时愈短，还不能说明生产率愈高。其理由是，生产率的评定可用单件工序总工时表示。而单件工序总工时是由单件工序加工工时、工序换刀所需工时和其它辅助工时组成。刀具换刀工时与刀具耐用度成反比，刀具耐用度与切削用量成反比。所以，切削用量愈大，刀具耐用度愈低，工序换刀工时愈长。以上分析表明：切削用量选得大，加工工时短，而换刀工时长，生产率不一定是最高。只有在考虑了刀具耐用度而合理选择切削用量的情况下，才能获得最高生产率。 例116 回答制定切削用量的步骤。 答案 确定了工件的加工内容和切削刀具后，可按下面步骤制定切削用量： (1)选择切削深度ap； (2)选择进给量f； (3)选择或计算切削速度v与机床主轴转速n；(4)校验机床功率与机床进给机构强度；(5)计算工序加TT时。 例117 决定切削速度：已知条件为用YT15硬质合金车刀(go=158，kr=308kr9 =158，re=15 mm)车削sb=045GPa的45钢轴；apf=305mm，T=60min。如在同样条件下以kr=908的车刀加工时，刀具耐用度变化若干?如刀具耐用度不变，切削速度变化若干? 答案 (1)计算kr=308时的切削速度v。由教材公式(1110)及表113和表114， 可知 (2)v不变，计算kr=908时的刀具耐用度T (3)T不变，计算kr=908时的切削速度v 4计算T、v的变化率 由计算结果知：同样切削条件下，用kr=908的车刀加工时，刀具耐用度将减少81；当刀具耐用度不变时，切削速度将减少283。 例118 用YTl5硬质合金车刀加工sb=055GPa的钢轴外圆，ap=15mm，f=03mmr，在T=60min时的切削速度v=180mmin，如果当ap=15mm，f分别为0.6、09、12 mmr或f=03mmr，而ap分别为3、45、6mm时，刀具耐用度变化如何?绘出图形，解释所得图形意义。 答案 (1)根据已知条件，利用教材中的公式(1110)及表(113)求出系数K。值 (2)计算改变ap、f后的刀具耐用度T 从计算结果和刀具耐用度曲线图可以看出： (1)改变ap、f时，得到的apT和fT是单调下降曲线，即T随着ap的增大而减小； (2)f增加对丁的影响较ap增加对T的影响大，耐用度曲线变化率；随ap、f的增大而变小。 例119 甲、乙、丙三个工人采用不同的切削用量高速车削sb=065 GPa的钢轴，ap f分别为1002mm、504 mm、1004mm，T=60 min。求各人使用的切削速度，并比较其生产率，解释三个所得生产率不同的原因。 答案 (1)分别计算三人的切削速度和金属切除率 apf =1002 mm ap f=504 mm ap f=1004 mm (2)生产率比较： 与比较，生产率提高为 与比较，生产率提高为 与比较，生产率提高 由上面计算知：ZwZwZw，即生产率由高向低的排序为、。 apf相等时，ap大时生产率较高，其原因是ap对刀具耐用度的影响比f的小，可选择的切削速度较高，所以生产率较高；ap相同，f增大1倍，生产率提高了4479，f相同，ap增大1倍，生产率提高了5709，说明在刀具耐用度一定时，增加ap和f都能提高生产率，但增加。将比增加f对提高生产率更有利。 例1110粗加工时，切削用量的选择原则是什么?为什么? 答案 首先选择最大的背吃刀量ap，其次选择尽可能大的进给量f，最后根据确定的刀具耐用度选择切削速度v。 因为粗加工以获得高的生产效率为主要目标，由生