数控铣削用量

3.2.2　数控铣削用量

1．铣削用量的选择

铣削的切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给速度。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著的影响。

需自动换刀数控机床，在刀具安装、对刀时花费时间较多，所以选择切削用量要保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班。对易损刀可采用姐妹刀的形式，以保证加工的连续性。

数控加工中选择切削用量时，是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。铣削过程中，如果能在一定的时间内切除较多的金属，就有较高的生产率，从刀具耐用度的角度考虑，切削用量选择的次序是：根据侧吃刀量_ea先选大的背吃刀量a_p，如图3-14所示，再选大的铣削速度V（最后转换为主轴转速S）。

图3-14　立铣刀的背吃刀量与侧吃刀量

对于高速铣床（主轴转速在10000r/min以上），为发挥其高速旋转的特性、减少主轴的重载磨损，其切削用量选择的次序应是：

V→F→_pa（_ea）

① 背吃刀量a_p或侧吃刀量a_e的选择

背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由工件的加工余量、精度要求及工艺系统的刚度决定。若工件的精度要求不高，工艺系统的刚度又足够，则最好一次铣削加工余量，即a_p或a_e等于加工余量；若工件的精度和表面粗糙度要求较高，或工艺系统的刚度较差，则只能按先多后少的原则，采用多次铣削加工。

当侧吃刀量_ea＜d/2（d为铣刀直径）时，取_pa＝（1/3～1/2）d；当侧吃刀量d/2≤_ea＜d时，取_pa＝（1/4～1/3）d；当侧吃刀量_ea＝d（即满刀切削）时，取_pa＝（1/5～1/4）d。

当机床的刚性较好，且刀具的直径较大时，_pa可取得更大。

② 进给速度F的选择

粗铣时铣削力大，进给量的提高主要受刀具强度、机床、夹具等工艺系统刚性的限制，根据刀具形状、材料以及被加工工件材质的不同，在强度、刚度许可的条件下，进给量应尽量取大；精铣时限制进给量的主要因素是加工表面的粗糙度，为了减小工艺系统的弹性变形，减小已加工表面的粗糙度，一般采用较小的进给量，具体参见表3-3。进给速度F与铣刀每齿进给量f、铣刀齿数z及主轴转速S（r/min）的关系为：

F=fz（mm/r）或F=Sfz（mm/min）

表3-3　铣刀每齿进给量f推荐值（mm/z）

③ 切削速度V的选择

在背吃刀量和进给量选好后，应在保证合理的刀具耐用度、机床功率等因素的前提下确定，具体参见表3-4。主轴转速S（r/min）与铣削速度V（m/min）及铣刀直径d（mm）的关系为：

表3-4　铣刀的切削速度V（m/min）

2．粗、精加工时切削用量的选择原则

① 粗加工时切削用量的选择原则　首先尽可能大地选取背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性等限制条件，尽可能大地选取进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。

② 精加工时切削用量的选择原则　首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的表面粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。

随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。