铣削原理及切削参数计算.pdf

Defining Solutions, Enriching Partnership铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算铣削原理及切削参数计算牧野机床技术应用部技术热线：400-881-2282铣削原理铣削加工铣削加工铣削加工铣削加工 = = = = 主轴回转运动主轴回转运动主轴回转运动主轴回转运动＋＋＋＋工作台进给运动工作台进给运动工作台进给运动工作台进给运动 （（（（铣床铣床铣床铣床Milling/Milling/Milling/Milling/铣刀铣刀铣刀铣刀Mill)Mill)Mill)Mill)铣削原理• 铣削加工是断续切削铣削加工是断续切削铣削加工是断续切削铣削加工是断续切削（（（（刀具切削刃数刀具切削刃数刀具切削刃数刀具切削刃数））））铣削加工的残留高度铣削加工的残留高度铣削加工的残留高度铣削加工的残留高度（（（（Rmax)孔加工孔加工孔加工孔加工铣刀铣刀铣刀铣刀加工图加工图加工图加工图X50• 车削加工是连续切削车削加工是连续切削车削加工是连续切削车削加工是连续切削加工图加工图加工图加工图X50高速铣削高速铣的起源高速铣的起源高速铣的起源高速铣的起源?高速切削理论是1931年4月德国物理学家Carl.J.Salomon提出的 ?在常规切削速度范围内，切削温度随着切削速度的提高而升高. ?但切削速度提高到一定值后，切削温度不但不升高反会降低切削温度不但不升高反会降低切削温度不但不升高反会降低切削温度不但不升高反会降低, 且该切削速度值与工件材料的种类有关 .且该切削速度值与工件材料的种类有关 .高速铣的优势高速铣的优势高速铣的优势高速铣的优势?提高加工效率 ?提高加工精度 ?提高加工表面粗糙度高速加工工艺及编程高速加工工艺及编程高速加工工艺及编程高速加工工艺及编程模型模型模型模型CADCADCADCAD系统系统系统系统高速铣削是系统工程控制系统控制系统控制系统控制系统 及数据通讯及数据通讯及数据通讯及数据通讯HSM的要素的要素的要素的要素 -HSM 系系系系统统统统刀具技术刀具技术刀具技术刀具技术机机机机 床床床床高速铣的应用领域航空航天类发动机行业汽车行业航空航天类发动机行业汽车行业模具行业3C电子产品其它切削方向顺铣顺铣顺铣顺铣逆铣逆铣逆铣逆铣进给方向进给方向问题1高速铣削时推荐何种切削方向高速铣削时推荐何种切削方向高速铣削时推荐何种切削方向高速铣削时推荐何种切削方向？？？？为什么为什么为什么为什么？？？？为什么为什么为什么为什么？？？？切削方向顺铣顺铣顺铣顺铣 • 切入量由多变少 • 切削产生压应力 • 延长刀具寿命（切出点载荷 无突变） • 减少切削热量产生逆铣逆铣逆铣逆铣 • 切入量由少变多 • 切削产生拉应力 • 入切点易加工硬化，产生 滑动摩擦高速铣削时推荐用顺铣加工高速铣削时推荐用顺铣加工高速铣削时推荐用顺铣加工高速铣削时推荐用顺铣加工铣削加工切削参数1.基本切削参数的确定(转速S、进给F） 2.切削深度 3.表面残留高度与步距 4.加工深度和与步距的经验公式基本切削参数基本的参数基本的参数基本的参数基本的参数（1) 切削速度: Vc （2) 每刃切削量: fz （3) 转速与进给速度 : S & F （4) 切削深度: Rd, AdD(mm)F(mm/min) Ad （4) 切削深度: Rd, AdVc(m/min)Ad (mm)Rd (mm)材料切除率材料切除率材料切除率材料切除率MRR= F ＊＊＊＊Ad ＊＊＊＊Rd(mm3/min)切削速度Vc (Velocity, m /min)切削速度切削速度切削速度切削速度Vc: Vc: Vc: Vc: 指加工过程中刀具刃口在切削工件 时，两者之间相对速度.即刃口的线 速度.D (mm)V (m/min)S = 主轴速度主轴速度主轴速度主轴速度 (min-1)?不同刀具材料,工件材料, Vc不同 ?Vc 决定刀具的转速S=Vc * 1000π * D切削速度 Vc 与刀具寿命刀具寿命刀具寿命刀具寿命刀具寿命积屑瘤塑性变形切削速度vc•切削速度太慢⇒ 产生热量少，容易生成积屑瘤 •切削速度太快⇒ 残留热量多⇒ 刀具材料容易塑性变形刀具材料刀具材料刀具材料刀具材料推荐推荐推荐推荐切切切切削速削速削速削速度度度度VcVcVcVc•HSS(高速钢): 20~40m/min•硬制合金: 50~100m/min切削速度 Vc 举例•硬制合金（表面涂层）: 100~300m/min •CBN(立方氮化硼):700~1000m/min•单晶金刚石:2000~5000m/min进给速度FF平刀平刀平刀平刀= 转速转速转速转速 × 刃数刃数刃数刃数 × 每刃进给量每刃进给量每刃进给量每刃进给量F= S ×Z ×fZ 进给 = 转速 × 刃数 × 每刃切削量F平刀平刀平刀平刀= 转速转速转速转速 × 刃数刃数刃数刃数 × 每刃进给量每刃进给量每刃进给量每刃进给量F钻头钻头钻头钻头= 转速转速转速转速 × 每转进给量每转进给量每转进给量每转进给量F攻丝攻丝攻丝攻丝= 转速转速转速转速 × 丝攻螺距丝攻螺距丝攻螺距丝攻螺距问题2直径直径直径直径10mm10mm10mm10mm平刀加工紫铜电极线速度多少平刀加工紫铜电极线速度多少平刀加工紫铜电极线速度多少平刀加工紫铜电极线速度多少 ？？？？转速转速转速转速/ / / /进给怎么指定进给怎么指定进给怎么指定进给怎么指定？？？？切削深度径向切削深度径向切削深度径向切削深度径向切削深度 ：：：：RdRdRdRd 轴向切削深度轴向切削深度轴向切削深度轴向切削深度 ：：：：AdAdAdAd径向加工量径向加工量径向加工量径向加工量径向加工量径向加工量径向加工量径向加工量 ( ( ( ( ( ( ( ( Rd )Rd )Rd )Rd )Rd )Rd )Rd )Rd )轴向加工深度轴向加工深度轴向加工深度轴向加工深度轴向加工深度轴向加工深度轴向加工深度轴向加工深度 ( ( ( ( ( ( ( ( Ad )Ad )Ad )Ad )Ad )Ad )Ad )Ad )高速铣削推荐大ok切削力小而稳定 切削热量少切削力波动大 切削热量大大• 小切削深度 • 大进给步距大• 大切削深度 • 小进给步距大小球刀粗加工推荐条件表材料硬度材料硬度材料硬度材料硬度推荐切削条件推荐切削条件推荐切削条件推荐切削条件 ( ( ( (球刀直径球刀直径球刀直径球刀直径x %)x %)x %)x %)软材料（S55C) HRC <35Rd: 50% Ad: 10%预硬钢（NAK80/P20)Rd: 45% 注注注注: : : :刀具长径比刀具长径比刀具长径比刀具长径比 L/D = 5L/D = 5L/D = 5L/D = 5以内以内以内以内预硬钢（NAK80/P20) 35-45 HRCRd: 45% Ad: 6~8%热处理材料（S136/STAVAX) 45-52 HRCRd: 40% Ad: 5~6%热处理材料（SKD11) 52-60 HRCRd: 35~40% Ad: 3~5%表面残留高度与步距• h h h h- - - -表面残留高度表面残留高度表面残留高度表面残留高度 预期的表面光洁度预期的表面光洁度预期的表面光洁度预期的表面光洁度 • P P P P－－－－与加工面平行的步距与加工面平行的步距与加工面平行的步距与加工面平行的步距 预期的表面光洁度决定预期的表面光洁度决定预期的表面光洁度决定预期的表面光洁度决定 精加工中的步距精加工中的步距精加工中的步距精加工中的步距= = = =径向进给量径向进给量径向进给量径向进给量精加工中的步距精加工中的步距精加工中的步距精加工中的步距= = = =径向进给量径向进给量径向进给量径向进给量h h h hP P P PP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8r2 2 2 2残留高度与步距P = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8r2 2 2 2平坦表面平坦表面平坦表面平坦表面P = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8rP = h * 8r•平坦表面: 斜度在10～15°以内, •在平坦表面上,为得到理论表面残留高度，步距须略小于P值, 具体应视斜度而定.步距1.大角度斜面是指斜度大于45°2.步距与P值相差较大A A A A A A A Ao o o o o o o o轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量残留高度与步距大角度斜面大角度斜面大角度斜面大角度斜面3.通常以Z轴的进给量 作为步距来计算. 4. Z轴的进给量须小于P值, 具体应视角度而定.P P P P P P P P值值值值值值值值残留高度残留高度残留高度残留高度残留高度残留高度残留高度残留高度步距步距步距步距步距步距步距步距Z Z Z Z Z Z Z Z轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量轴进给量步距的精确计算h = h = h = h = 残留高度残留高度残留高度残留高度 r = r = r = r = 球刀半径球刀半径球刀半径球刀半径 A = A = A = A = 加工斜面的角度加工斜面的角度加工斜面的角度加工斜面的角度平坦面上的步距( XY平面 )步距= (h x 8r ) x cos A步距 ( Z向 ) ( ( ( (相对于水平面相对于水平面相对于水平面相对于水平面) ) ) )A:A:A:A:与与与与X X X X－－－－Y Y Y Y的夹角的夹角的夹角的夹角步距 ( Z向 )步距= (h x 8r ) x sin A刀具直径球刀有效直径的计算直径Ø20mm,如Ad= 2 ⇒ ED=ED=ED=ED=Ø12mm12mm12mm12mm球刀有效直径球刀有效直径球刀有效直径球刀有效直径: : : :球刀实际参与切削部分的直径. 在选择切削用量时以其有效直径来进行转速的计算.ED = 2*Ad * ( D -Ad )有效直径 (ED)(ED)(ED)(ED)AdØ直径Ø20mm,如Ad= 1⇒ ED=ED=ED=ED=Ø8.78.78.78.7mmmmmmmm直径Ø20mm,如Ad= 0.3⇒ ED=ED=ED=ED=Ø4.86mm4.86mm4.86mm4.86mm直径Ø20mm,如Ad= 0.1⇒ ED=ED=ED=ED=Ø2.82mm2.82mm2.82mm2.82mmEnd of Presentation Thank youMakino Confidential。