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1、金属切削基础及刀具应用金属切削基础及刀具应用 -切削参数选择切削参数选择 山特维克可乐满山特维克可乐满 大中华区效率中心大中华区效率中心 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 什么是切削三要素 车削与镗削车削与镗削： 车削速度Vc, 刀片切深ap, 每转走刀量fn; 铣削：铣削： 铣削速度Vc, 铣刀轴向切深ap, 径向切深ae， 每齿走刀量fz; 钻削钻削： 钻削速度Vc, 钻头每转进刀量fr 加工效率加工效率= = = =a a a ap p p px x x xf f f
2、fr r r r (z) (z) (z) (z) x x x xVcVcVcVc Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 通过大切深实现高效率粗车 Q = ap fn vc 12mm 4 4 4 4刀刀 3 3 3 3刀刀 2 2 2 2刀刀 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 车削功率和扭矩计算 Vc= 3.14 xD xRPM 1000 V=Vc xap xfr
3、(mm3/min) Time= L fr xN P= Vc xap xfr xkc 60037.2 举例：车削奥氏体不锈钢外圆，工件硬度HB200, 工 件直径75mm,切深3mm,走刀量0.2mm/r, 切削速度 230m/min, 材料单位切削力为2900N/mm2,加工长度 为100mm F力=Kc xfr xap T= F力 x(D/2) =P x9549/RPM Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 车削功率和扭矩计算 Vc= 3.14 xD xRPM 1000 V=V
4、c xap xfr(mm3/min) Time= L fr xN P= Vc xap xfr xkc 60037.2 举例：车削奥氏体不锈钢外圆，工件硬度HB200, 工 件直径75mm,切深3mm,走刀量0.2mm/r, 切削速度 230m/min, 材料单位切削力为2900N/mm2,加工长度 为100mm RPM=(230X1000)/(3.14X75)=976转每分钟 金属去除率V=230 x2x0.2=92 立方厘米每分钟 每加工一个零件的时间=100/(0.2x976)=0.51分钟 车削功率P=(230 x3x0.2x2900)/60037.2=6.7千瓦 车削力=2900 x0
5、.2 x3=1740牛顿=177.5公斤 车削扭矩T=1740 x37.5=65牛顿米 F力=Kc xfr xap T= F力 x(D/2) =P x9549/RPM Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics Q = ap fn vc 通过加快走刀量来提高效率 也有办法同时保持加工表面光洁度 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 通过加快走刀量来提高效率 使用Wiper
6、刀片保持加工表面光洁度 1998年，在中国销售10片； 1999年，在中国销售100片； 2000年，在中国销售2300片； 2002年，在中国销售7500片。 RaRaRaRa RaRaRaRa Ra/2Ra/2Ra/2Ra/2 2Fn2Fn2Fn2Fn FnFnFnFn FnFnFnFn 1 1 1 1 2 2 2 2 3 普通刀片 Wiper 刀片 Wiper 刀片 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 通过提高切削速度来提高生产效率 P-990506 Q = ap fn
7、vc Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 20/50% 20/20% 50/20% Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 焊接刀具和机夹刀具 焊接车刀的优点在于单刀价格便 宜，多次重磨，容易获得锋利刃 口，缺点在于速度低（70米以 下），寿命短，刃口安全性差。 机夹刀片车刀的优点在于操作简 单，换刀对刀容易，刀片涂层，切 削速度高寿命长，刀片生产效率 高，刃口安全
8、，刀片磨损一致性 强，适合数控机床和生产线的自动 化生产，虽然单刀的价格贵， 但 是在大批量零件或者难加工材料零 件的加工中的零件的加工成本最低。 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 用于高效率高效率粗车和半精车的涂层硬质合金 GC4005 在中等到快速走刀量下可以提高切削速度最少25% GC4005GC4005GC4005GC4005 刀片刃口处理为负倒楞，采用梯度 烧结技术，刃口区域富含钴粘结基 ，从而提高刃口的抗破损能力. 中等厚度的 7 um MTCVD-TiCN， 较
9、厚的大约10 um的alfa-Al2O3。 TiCN的抗磨料磨损的性能最好，既 抵抗后刀面磨损的性能最强。厚 Al2O3 是超精细化沉积层是最好的 热屏障，使刀片在高速干切削时刀 片基体不会发生塑性变形。 基体含有呈立方晶格的碳化钨从而 提高了刀片的热硬性抗能力加强 氮化钛涂层氮化钛涂层 TiNTiNTiNTiN 陶瓷涂层陶瓷涂层 Al2O3Al2O3Al2O3Al2O3 碳氮化钛涂层碳氮化钛涂层 TiCNTiCNTiCNTiCN 硬质合金机体硬质合金机体 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining ec
10、onomics 刀片材料和切削线速度 高速钢车刀：高速钢车刀：20-3020-3020-3020-30米米/ / / /分钟车削分钟车削HB260HB260HB260HB260普通钢材普通钢材 硬质合金：硬质合金：70-9070-9070-9070-90米米/ / / /分钟车削分钟车削HB260HB260HB260HB260普通钢材普通钢材 TiNTiNTiNTiN涂层硬质合金：涂层硬质合金：100-120100-120100-120100-120米米/ / / /分钟车削分钟车削HB260HB260HB260HB260 普通钢材普通钢材 氧化铝涂层硬质合金：氧化铝涂层硬质合金：200-40
11、0200-400200-400200-400米米/ / / /分钟分钟车削分钟分钟车削 HB260HB260HB260HB260普通钢材普通钢材 金属陶瓷金属陶瓷: 200-350: 200-350: 200-350: 200-350米米/ / / /分钟车削分钟车削HB260HB260HB260HB260奥氏体不奥氏体不 锈钢锈钢 陶瓷刀片：陶瓷刀片：200-400200-400200-400200-400米米/ / / /分钟车削分钟车削HB300HB300HB300HB300灰口铸铁灰口铸铁 CBNCBNCBNCBN刀片：刀片：400-800400-800400-800400-800米米/ / / /分钟车削灰口铸铁和淬硬分钟车削灰口铸铁和淬硬 钢及耐热合金钢及耐热合金 金刚石刀片：金刚石刀片：1000-30001000-30001000-30001000-3000米米/ / / /分钟车削铝合金分钟车削铝合金 Machining economicsMachining economicsMachining economicsMachining economics 选择切削参数的方法选择切削参数的方法 一、根据刀片盒选择切削参数 二、参考样本上切削参数一栏中的切削速度推荐值 三、Cutting data module切削参数选择器