工件材料的切削加工性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标
➢加工表面质量指标 对于精加工而言，希望最终获得比较高的精度和表
面质量,因此常以易获得好的加工表面质量作为衡量材 料切削加工性的指标。加工中凡容易获得好的加工表 面质量的材料，其切削加工性较好，反之较差。 ➢切屑控制或断屑的难易指标
切削时，凡切屑易于控制或断屑性能良好的材料， 其切削加工性好，反之则较差。
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标
➢刀具耐用度T或一定耐用度下允许的切削速度vT指标 在切削普通金属材料时，常用刀具耐用度达到60min 时所允许的切削速度的高低来评定材料加工性的好坏 ，记作v60。 ➢切削力、切削温度或切削功率指标
在粗加工或机床刚性、动力不足时，可用切削力作 为工件材料切削加工性指标。在相同加工条件下，凡 切削力大、切削温度高、消耗功率多的材料较难加工 ，切削加工性差；反之，则切削加工性好。
2. 确定进给量 f ◆ 粗切时根据工艺系统强度和刚度条件确定（计算或查表3-7） ◆ 精切时根据加工表面粗糙度要求确定（计算或查表3-7）
7
3.6.2 切削用量三要素的选用
3. 确定切削速度 vc 粗加工时，切削速度 受刀具耐用度和机床功率的限制； 精加工时，机床功率足够，切削速度 主要受刀具耐用度 的限制。（可通过计算或查表获得）
2
3.5.2 改善材料切削加工性的途径
➢采用热处理改善材料切削加工性
同样成分的材料，当金相组织不同时，它们的物理机械 性能就不一样，因而可切削加工性就有差别。此时可通过
适当的热处理来改善材料的切削加工性。 ➢调整材料的化学成分
材料的化学成份直接影响其力学性能，如碳素钢的强度 、硬度随其含碳量的增加而提高，而塑性韧性则降低。因 此，高碳钢和低碳钢的切削加工性都不如综合机械性能居 于其中的中碳钢的切削加工性。
知：
毛坯：直径为 d= 50mm，材料为 45 钢，σ b =0.637GPa；
加工要求：车外圆至
44 0 0.062
，表面粗糙度为
R
a
3.2μm；
刀具：焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料为 YT15，刀杆截
面尺寸为 16mm 25mm；
车刀切削部分几何参数：
=15
,
=8
,
Baidu Nhomakorabea
r
=75
，
' r
=10
，
s =0 ，r =1mm。试求该车削工序的切削用量。
9
3.6.2 切削用量三要素的选用
10
3.6.2 切削用量三要素的选用
解 为达到规定的加工要求，此工序应安排粗车和半精车两
次走刀，粗车时将 50mm 外圆车至 45mm；半精车时将 45mm
外圆车至
44
0 0.062
mm。
1．确定粗车切削用量
（1）背吃刀量 a P a P =（50－45）/2mm=2.5mm。 （2）进给量 f 根据已知条件，从表 3-7 中查得 f=0.4～
0.5mm/r ， 按 CA6140 车 床 说 明 书 中 实 有 的 进 给 量 ， 确 定
f=0.48mm/r。
11
3.6.2 切削用量三要素的选用
（3）切削速度 vc ：切削速度可由式(3-30)计算，也可查表确
定，本例采用查表法确定。
查表 3-9 可取 vc =100m/min,由此可推算出机床主轴转速为
6
3.6.2 切削用量三要素的选用
1. 确定切削深度 ap 粗加工时：尽可能一次切除全部余量，余量过大时可分 2 次走刀，第一次走刀的切削深度取单边余量的 2/3～3/4 ， 第二次走刀取加工余量的 1/4～1/3。 半精加工时：通常取ap =0.5～2mm 精加工时：通常取ap =0.1～0.4mm
1000vc 1000 90 n= d = 3.14 50 r/min=573r/min 按 CA6140 车床说明书选取实有的机床主轴转速为 560r/min， 故实际的切削速度为
nd 3.14 560 50
vc = 1000 = 1000 m/min=87.9m/min
12
3.6.2 切削用量三要素的选用
P E =7.5KW，取机床传动效率 η m =0.8，则
Pm 2.64
m
=
0.8
KW=3.3KW＜P =7.5KW E
校核结果表明，机床功率是足够的。
13
3.6.2 切削用量三要素的选用
（5）校核机床进给机构强度 由上可知，主切削力 Fz =1800N， 再 由 同 样 办 法 ， 分 别 计 算 出 本 例 的 背 向 力 Fy =392N ， 进 给 力 Fx =894N。考虑到机床导轨和溜板之间由 Fz 和 Fy 所产生的摩擦力， 设摩擦系数 μ s =0.1,则机床进给机构承受的力为
2.切削用量的选用原则
◆粗加工阶段切削用量的选用原则
粗加工阶段切削用量应根据切削用量对刀具耐用度的影响大小，首先 选取尽可能大的背吃刀量ap，其次选取尽可能大的进给量f，最后按照刀 具耐用度的限制确定合理的切削速度vc。
◆精加工阶段切削用量的选用原则
精加工阶段切削用量应选用较高的切削速度vc、尽可能大的背吃刀量ap 和较小的进给量f。
3
3.5.2 改善材料切削加工性的途径
➢随堂作业
1.衡量材料切削加工性的指标有哪些？ 2.如何改善材料切削加工性？
4
机械制造技术基础
第3章 金属切削过程及控制
3.6 切削用量的合理选择
5
3.6.1 切削用量的选用原则
1.制定切削用量时考虑的因素 两个因素：生产率和刀具耐用度
制定切削用量时不能仅仅单一地考虑生产效率，还要兼顾到刀具 耐用度
F j = Fx + s （ Fz + Fy ）=[894+0.1 (1800+392)]N=1113.2N
4. 校验机床功率(仅对粗加工)
由：Fzvc≤PEη×1000
，可导出：vc≤PEη×1000/Fz
式中 PE —— 机床电机功率（KW）； ηm—— 机床传动效率； Fz —— 主切削力（N）。
8
3.6.2 切削用量三要素的选用
例 3-1 工件在 CA6140 型车床上车外圆，如图 3-31 所示。已
（4）校核机床功率 由有关手册查出相关系数和计算公式，
先计算出主切削力 Fz （F c ），再将主切削力 Fz 代入公式计算出切
削功率 Pm 。通过计算，本例的主切削力 Fz =1800N，切削功率
Pm =2.64KW 。 查 阅 机 床 说 明 书 知 ， CA6140 车 床 主 电 机 功 率
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标
➢加工表面质量指标 对于精加工而言，希望最终获得比较高的精度和表
面质量,因此常以易获得好的加工表面质量作为衡量材 料切削加工性的指标。加工中凡容易获得好的加工表 面质量的材料，其切削加工性较好，反之较差。 ➢切屑控制或断屑的难易指标
切削时，凡切屑易于控制或断屑性能良好的材料， 其切削加工性好，反之则较差。
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标
➢刀具耐用度T或一定耐用度下允许的切削速度vT指标 在切削普通金属材料时，常用刀具耐用度达到60min 时所允许的切削速度的高低来评定材料加工性的好坏 ，记作v60。 ➢切削力、切削温度或切削功率指标
在粗加工或机床刚性、动力不足时，可用切削力作 为工件材料切削加工性指标。在相同加工条件下，凡 切削力大、切削温度高、消耗功率多的材料较难加工 ，切削加工性差；反之，则切削加工性好。
2. 确定进给量 f ◆ 粗切时根据工艺系统强度和刚度条件确定（计算或查表3-7） ◆ 精切时根据加工表面粗糙度要求确定（计算或查表3-7）
7
3.6.2 切削用量三要素的选用
3. 确定切削速度 vc 粗加工时，切削速度 受刀具耐用度和机床功率的限制； 精加工时，机床功率足够，切削速度 主要受刀具耐用度 的限制。（可通过计算或查表获得）
2
3.5.2 改善材料切削加工性的途径
➢采用热处理改善材料切削加工性
同样成分的材料，当金相组织不同时，它们的物理机械 性能就不一样，因而可切削加工性就有差别。此时可通过
适当的热处理来改善材料的切削加工性。 ➢调整材料的化学成分
材料的化学成份直接影响其力学性能，如碳素钢的强度 、硬度随其含碳量的增加而提高，而塑性韧性则降低。因 此，高碳钢和低碳钢的切削加工性都不如综合机械性能居 于其中的中碳钢的切削加工性。
知：
毛坯：直径为 d= 50mm，材料为 45 钢，σ b =0.637GPa；
加工要求：车外圆至
44 0 0.062
，表面粗糙度为
R
a
3.2μm；
刀具：焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料为 YT15，刀杆截
面尺寸为 16mm 25mm；
车刀切削部分几何参数：
=15
,
=8
,
Baidu Nhomakorabea
r
=75
，
' r
=10
，
s =0 ，r =1mm。试求该车削工序的切削用量。
9
3.6.2 切削用量三要素的选用
10
3.6.2 切削用量三要素的选用
解 为达到规定的加工要求，此工序应安排粗车和半精车两
次走刀，粗车时将 50mm 外圆车至 45mm；半精车时将 45mm
外圆车至
44
0 0.062
mm。
1．确定粗车切削用量
（1）背吃刀量 a P a P =（50－45）/2mm=2.5mm。 （2）进给量 f 根据已知条件，从表 3-7 中查得 f=0.4～
0.5mm/r ， 按 CA6140 车 床 说 明 书 中 实 有 的 进 给 量 ， 确 定
f=0.48mm/r。
11
3.6.2 切削用量三要素的选用
（3）切削速度 vc ：切削速度可由式(3-30)计算，也可查表确
定，本例采用查表法确定。
查表 3-9 可取 vc =100m/min,由此可推算出机床主轴转速为
6
3.6.2 切削用量三要素的选用
1. 确定切削深度 ap 粗加工时：尽可能一次切除全部余量，余量过大时可分 2 次走刀，第一次走刀的切削深度取单边余量的 2/3～3/4 ， 第二次走刀取加工余量的 1/4～1/3。 半精加工时：通常取ap =0.5～2mm 精加工时：通常取ap =0.1～0.4mm
1000vc 1000 90 n= d = 3.14 50 r/min=573r/min 按 CA6140 车床说明书选取实有的机床主轴转速为 560r/min， 故实际的切削速度为
nd 3.14 560 50
vc = 1000 = 1000 m/min=87.9m/min
12
3.6.2 切削用量三要素的选用
P E =7.5KW，取机床传动效率 η m =0.8，则
Pm 2.64
m
=
0.8
KW=3.3KW＜P =7.5KW E
校核结果表明，机床功率是足够的。
13
3.6.2 切削用量三要素的选用
（5）校核机床进给机构强度 由上可知，主切削力 Fz =1800N， 再 由 同 样 办 法 ， 分 别 计 算 出 本 例 的 背 向 力 Fy =392N ， 进 给 力 Fx =894N。考虑到机床导轨和溜板之间由 Fz 和 Fy 所产生的摩擦力， 设摩擦系数 μ s =0.1,则机床进给机构承受的力为
2.切削用量的选用原则
◆粗加工阶段切削用量的选用原则
粗加工阶段切削用量应根据切削用量对刀具耐用度的影响大小，首先 选取尽可能大的背吃刀量ap，其次选取尽可能大的进给量f，最后按照刀 具耐用度的限制确定合理的切削速度vc。
◆精加工阶段切削用量的选用原则
精加工阶段切削用量应选用较高的切削速度vc、尽可能大的背吃刀量ap 和较小的进给量f。
3
3.5.2 改善材料切削加工性的途径
➢随堂作业
1.衡量材料切削加工性的指标有哪些？ 2.如何改善材料切削加工性？
4
机械制造技术基础
第3章 金属切削过程及控制
3.6 切削用量的合理选择
5
3.6.1 切削用量的选用原则
1.制定切削用量时考虑的因素 两个因素：生产率和刀具耐用度
制定切削用量时不能仅仅单一地考虑生产效率，还要兼顾到刀具 耐用度
F j = Fx + s （ Fz + Fy ）=[894+0.1 (1800+392)]N=1113.2N
4. 校验机床功率(仅对粗加工)
由：Fzvc≤PEη×1000
，可导出：vc≤PEη×1000/Fz
式中 PE —— 机床电机功率（KW）； ηm—— 机床传动效率； Fz —— 主切削力（N）。
8
3.6.2 切削用量三要素的选用
例 3-1 工件在 CA6140 型车床上车外圆，如图 3-31 所示。已
（4）校核机床功率 由有关手册查出相关系数和计算公式，
先计算出主切削力 Fz （F c ），再将主切削力 Fz 代入公式计算出切
削功率 Pm 。通过计算，本例的主切削力 Fz =1800N，切削功率
Pm =2.64KW 。 查 阅 机 床 说 明 书 知 ， CA6140 车 床 主 电 机 功 率