如何優(yōu)化銑削加工中的進(jìn)給速度
進(jìn)給速度除直接影響加工效率之外,也是影響刀具壽命的關(guān)鍵因素之一。進(jìn)給速度的計(jì)算公式如下:
vf=n×zn×fz
vf=工作臺(tái)進(jìn)給(mm/min)
n=主軸轉(zhuǎn)速(r/min)
zn=齒數(shù)
fz=每齒進(jìn)給量(mm/tooth)
從公式可以看出,對(duì)于給定的銑刀來說茄茁,齒數(shù)與主軸轉(zhuǎn)速一定的情況下,每齒進(jìn)給量fz就直接決定了進(jìn)給速度的高低巩割。
如何給每齒進(jìn)給量fz分配一個(gè)合理的數(shù)值裙顽?我們必須考慮最大切屑厚度hex和fz的關(guān)系付燥,因?yàn)閷?duì)于給定的銑刀來說,必定有一個(gè)合理的hex與其搭配颅网,而hex與fz并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系段卵。
下面我們以方肩立銑刀為例,從每齒進(jìn)給量fz與hex的關(guān)系出發(fā)翎憨,來探討延長(zhǎng)刀具壽命荤榄,提高加工效率的途徑。
前一期我們已經(jīng)提過:銑削是切削刃不斷切入和切出工件的循環(huán)過程磨再,銑刀采用通用(徑向)進(jìn)給時(shí)借倘,所形成的切屑厚度是不斷變化的(插銑/軸向進(jìn)給形成恒定的切屑厚度),而切屑最厚處的厚度即hex莉遥。
對(duì)于銑削來說枣象,兩個(gè)因素會(huì)影響hex與fz的關(guān)系。一個(gè)是切削(銑削)寬度ae與銑刀直徑Dc的比值ae/Dc(切寬因子)灶逃;另一個(gè)是銑刀的主偏角Kr舶舅。
我們先來討論ae/Dc對(duì)fz的影響。針對(duì)不同的ae/Dc鬼胸,可以大致分為下列三種情況:
〖槊觥(1)滿槽銑削:切削到中心處時(shí),切屑厚度和每齒進(jìn)給量相等径筏,此時(shí)葛假,hex=fz障陶,大多數(shù)可轉(zhuǎn)位刀片的最小hex值應(yīng)為0.1mm滋恬。
(2)ae/Dc>50%:ae/Dc=70%是面銑刀的推薦切削狀態(tài)抱究。刀片切入時(shí)恢氯,切屑厚度接近每齒進(jìn)給量(0.9×fz),刀片直接切入工件鼓寺,避免了摩擦的產(chǎn)生勋拟。不僅能夠保證刀片的壽命,而且可以兼顧效率妈候。
「颐摇(3)ae/Dc<50%:此時(shí),最大切屑厚度(hex)在切入的位置苦银,最大切屑厚度hex小于每齒進(jìn)給量fz啸胧,刀具中心的進(jìn)給是fz=0.1mm,真正的最大切屑厚度小于0.1mm幔虏。
比較(2)和(3)可見鲫础,因?yàn)閍e/Dc的不同惕秧,相同的每齒進(jìn)給量fz并不能帶來相同的最大切屑厚度hex。針對(duì)ae/Dc遠(yuǎn)小于50%的情況嫉卵,必須相應(yīng)的增大fz的炫,才能獲得合理的hex值。
我們希望hex達(dá)到0.1mm移卢,而在ae/Dc遠(yuǎn)小于50%時(shí)蜕裳,如果進(jìn)給量還是fz=0.1mm,此時(shí)的hex將肯定離0.1mm相差較遠(yuǎn)涩凑。通過提高刀具的每齒進(jìn)給量fz可以解決此問題艳院。
因此,我們?cè)诒疚拈_頭提到的進(jìn)給速度計(jì)算公式就應(yīng)該做相應(yīng)的修改扯际,以獲得合理的效率和刀具壽命:
vf=n×zn×(hex×修正系數(shù)1)
ae/Dc小于25%時(shí)颠恬,應(yīng)該修正進(jìn)給來獲得最佳切屑厚度。
當(dāng)采用三面刃銑刀銑槽注芯,或者立銑刀精銑側(cè)壁時(shí)憾汛,因?yàn)閍e/Dc較小,此時(shí)必須調(diào)整fz肝陪,才能獲得合理的hex驳庭。
另一影響因素是銑刀的主偏角Kr,當(dāng)主偏角小于90°時(shí)氯窍,最大切屑厚度hex就會(huì)小于每齒進(jìn)給量fz饲常,為了獲得合理的hex值,必須相應(yīng)地提高fz狼讨。因此進(jìn)給公式需要再乘以另一個(gè)修正系數(shù)2才能獲得正確的fz:
vf=n×zn×(hex×修正系數(shù)2)
本文開頭提到的進(jìn)給速度計(jì)算公式經(jīng)過兩次修正贝淤,最終公式如下
vf=n×zn×(hex×修正系數(shù)1×修正系數(shù)2)
優(yōu)化加工過程,既包括切削路徑的優(yōu)化政供,也包括切削參數(shù)的優(yōu)化播聪,優(yōu)化切削參數(shù)的目的就是獲得合理的最大切屑厚度hex,這也是銑刀能否正常工作的關(guān)鍵布隔。
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