数控加工中常用切削用量的选择

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切削用量的选择

1.切削速度

模具钢在未淬火前的硬度和强度都不高，如Cr12MoV正火后硬度为250HB，抗拉强度为750MPa，淬火回火后的硬度可达到60HRC，抗拉强度达到1800MPa，强度提高了一倍多。材料的硬度和强度越高，刀具与材料之间的摩擦力和切削力也越大。因此铣削淬硬钢的切削速度，随着材料的硬度增高而降低（表2-4）。一般情况下，精铣比粗铣切削速度可以提高20%～25%。采用涂层、陶瓷或立方氮化硼刀具，比YT类硬质合金刀具切削速度可以提高2～5倍，切削速度高，切削温度高，在1000℃时切削硬度大幅下降下，此温度状态下的刀具材料硬度有小幅下降，但韧性增加了，提高了刀具的抗冲击性能，刀具寿命得到提高，因此铣削淬硬钢时适当的提高切削速度，可以延长刀具使用寿命。

[size=0.85em]表2-4 面铣刀铣削合金结构钢的切削速度

2.每齿进给量

淬硬钢的硬度和抗拉强度越高，切削时作用在切削刃上的力就越大，为了保证切削刃不产生崩裂破坏，必须采用较小的每齿进给量，以便得到较小的吃刀量，减小切削力。高速铣削淬硬钢，常常因为吃刀量过大，使刀具产生崩刃破损，但吃刀量不能太小，如果吃刀量小于切削刃刃口钝圆半径，切削时切削刃会“打滑”，刀具后面与材料之间产生强烈的摩擦，刀具寿命明显下降，同时进给量过小，影响加工效率。为了保证刀具正常切削，铣削淬硬钢的最小吃刀量amin≥0.03～0.035mm，为了保证切削刃强度，不产生崩刃，最大吃刀量应控制在amax≤0.1mm。材料硬度低的采用较大吃刀量，反之采用较小的吃刀量。合理的进给量应控制在fz=0.05～0.1mm/z。

3.背吃刀量和侧吃刀量

1）淬硬钢强度高，铣削时消耗的功率较大，面铣时采用较小的侧吃刀量，侧吃刀量ae=0.6DC（DC为铣刀直径），背吃刀量ap=0.2～1.0mm，材料硬度高，背吃刀量要小；硬度低的可取大值。如果加工模具材料为调质料，硬度在38HRC以下时，背吃刀量可以达到ap=1.5～2.5mm。

2）立铣刀侧吃刀量ae=（0.1～0.3）Dcmm。侧吃刀量与每齿进给量fz有关，每齿进给量大，则选择较小的侧吃刀量ae，这样减小总切削力，减小刀具的变形量，可提高垂直面的加工精度。立铣刀的背吃刀量ap的选择要考虑使用的刀具直径、刀具伸出量长度和加工材料的硬度等因素。对于硬度大于45HRC的材料，粗铣时背吃刀量小于或等于铣刀直径，ap≤d0。精铣时，侧吃刀量很小时，如果ae≤0.03mm，背吃刀量可以取较大值，ap=（1.5～2.0Dc），若使用的ϕ6mm立铣刀，精铣时最大背吃刀量为12mm。铣刀伸出量L0要尽量短，提高刀具的刚性，减少刀具轴线的变形量，减小切削时产生的振动，提高铣削表面精度、降低表面粗糙度值。对于立铣刀，如果背吃刀量过小，只在刀尖附近切削，切削力集中在刀尖，使刀具会很快磨钝。应当采取分散切削力的方法，尽量采用大的背吃刀量，使切削力分散，减小切削刃单位长度上的切削力，减轻工件材料对切削刃的磨损，使刀具的有效切削刃磨损均衡，延长刀具的使用寿命。因此通常采用小的侧吃刀量和大的背吃刀量相组合，可以有效提高刀具的寿命。