小学中华经典诵读活动方案

第十一章切削用量的制定切削用量的制定直接影响生产效率和加工成本。学习本章后应能够根据具体条件和要求，正确地选择切削用量。11．1必备知识和考试要点1．了解切削用量的制定原则。2．掌握粗加工时切削用量的选择方法。3．明确限制选择切削用量的因素和解决办法。11．2典型范例和答题技巧[例11．1]选择切削用量的原则是什么?从刀具耐用度出发时，按什么顺序选择切削用量?从机床动力出发时，按什么顺序选择切削用量?为什么?[答案]选择切削用量的原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量p，其次要在机床动力和刚度允许，又能满足加工表面粗糙度的前提下，选取尽可能大的进给量厂，最后根据确定的刀具耐用度选取或计算切削速度v。以刀具耐用度选择切削用量时，选择的顺序应为p—f—v。其理由可从刀具耐用度表达式T=CT/vXfYpZ中，由于XYZ，即切削速度v对刀具耐用度影响最大，其次是进给量f，背吃刀量p的影响最小。按这个顺序选择切削用量，得到的生产率最高。如果生产率不变，按这个顺序选择切削用量，刀具耐用度最高。根据机床动力选择切削用量时，选择的顺序应为．f—v—p.其理由从机床功率的计算公中，由于1=XFzYFznFz;当nFz=0时，影响切削功最小的是f，其次是v与p；当nFz0时，通常X，1十nF，影响切削功率最小的是f，其次是v，最后是p所以，从机床动力考虑，理论上首先应按影响功率最小的f、其次v、最后p的顺序选择切削用量。但实际上，考虑p取小值时，会增加走刀次数，从而增加了辅助工时，因此生产中一般仍按p—f—v的顺序选择切削用量，即先选择尽可能大的p，其次选择尽可能大的f,最后确定v。[例11．2]粗加工时进给量选择受哪些因素限制?当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增加进给量，而保证表面粗糙度要求?[答案]粗加工时切削力很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。最大进给量主要受以下因素限制：(1)机床进给机构的强度；(2)车刀刀杆的强度和刚度；(3)工件装夹刚度；(4)硬质合金或陶瓷刀片的强度。半精加工和精加工时，进给量的选择受到表面粗糙度的限制。此时为减小加工表面粗糙度，可适当增大刀尖圆弧半径、减小副偏角r，采用修光刃等办法。此外，可增大前角o，提高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施，以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。[例11．3]如果选定切削用量后发现超过机床功率时，应如何解决?[答案]理论上影响机床功率大小的因素排列顺序是p—v—f，所以，选定的切削用量超过机床功率时，也应按上述顺序减小切削用量。但考虑减小p，会增加走刀次数，增加辅助工时，所以在不希望增加走刀次数的情况下，首先应适当降低v，然后再考虑减小f。[例11．4]制定切削用量时，影响切削速度的因素有哪些?解释其原因。[答案]制定切削用量时，依次选择背吃刀量p和进给量f后，可用计算或查表来选择切削速度v。从公式和表格中可以看出影响切削速度的因素有：(1)背吃刀量p、进给量f与速度v成反比例关系，即粗加工时，由于p和f均较大，故应选择较低的v；精加工时，p和f均较小，故应选择较高的v。(2)工件材料的性能影响切削速度v。工件材料强度、硬度较高时，应选较低的v，反之则选较高的v；工件材料加工性愈差，则v也选得愈低。(3)刀具材料的性能影响切削速度v。刀具材料切削性能愈好，v可选得愈高，故硬质合金刀具的v比高速钢刀具要高几倍。(4)具体加工条件影响切削速度v。断续、有冲击的切削，细长、薄壁工件等加工时应减小v。[例11．5]切削用量选得愈大，加工工时愈短，是否说明生产率愈高?为什么?[答案]切削用量选得愈大，加工工时愈短，还不能说明生产率愈高。其理由是，生产率的评定可用单件工序总工时表示。而单件工序总工时是由单件工序加工工时、工序换刀所需工时和其它辅助工时组成。刀具换刀工时与刀具耐用度成反比，刀具耐用度与切削用量成反比。所以，切削用量愈大，刀具耐用度愈低，工序换刀工时愈长。以上分析表明：切削用量选得大，加工工时短，而换刀工时长，生产率不一定是最高。只有在考虑了刀具耐用度而合理选择切削用量的情况下，才能获得最高生产率。[例11．6]回答制定切削用量的步骤。[答案]确定了工件的加工内容和切削刀具后，可按下面步骤制定切削用量：(1)选择切削深度p；(2)选择进给量f；(3)选择或计算切削速度v与机床主轴转速n；(4)校验机床功率与机床进给机构强度；(5)计算工序加T．T时。[例11．7]决定切削速度：已知条件为用YT15硬质合金车刀(o=15，r=30r=15，r=1．5mm)车削b=0．45GPa的45钢轴；p×f=3×0．5mm，T=60min。如在同样条件下以r=90的车刀加工时，刀具耐用度变化若干?如刀具耐用度不变，切削速度变化若干?[答案](1)计算r=30时的切削速度v。由教材公式(11．10)及表11．3和表11．4，可知(2)v不变，计算r=90时的刀具耐用度T．(3)T不变，计算r=90时的切削速度v4．计算T、v的变化率由计算结果知：同样切削条件下，用r=90的车刀加工时，刀具耐用度将减少81％；当刀具耐用度不变时，切削速度将减少28．3％。[例11．8]用YTl5硬质合金车刀加工b=0．55GPa的钢轴外圆，p=1．5mm，f=0．3mm／r，在T=60min时的切削速度v=180m／min，如果当p=1．5mm，f分别为0.6、0．9、1．2mm／r或f=0．3mm／r，而p分别为3、4．5、6mm时，刀具耐用度变化如何?绘出图形，解释所得图形意义。[答案](1)根据已知条件，利用教材中的公式(11．10)及表(11．3)求出系数K。值(2)计算改变p、f后的刀具耐用度T从计算结果和刀具耐用度曲线图可以看出：(1)改变p、f时，得到的p－T和f—T是单调下降曲线，即T随着p的增大而减小；(2)f增加对丁的影响较p增加对T的影响大，耐用度曲线变化率；随p、f的增大而变小。[例11．9]甲、乙、丙三个工人采用不同的切削用量高速车削b=0．65GPa的钢轴，p×f分别为10×0．2mm、5×0．4mm、10×0．4mm，T=60min。求各人使用的切削速度，并比较其生产率，解释三个所得生产率不同的原因。[答案](1)分别计算三人的切削速度和金属切除率①p×f=10×0．2mm②p×f=5×0．4mm③p×f=10×0．4mm(2)生产率比较：①与②比较，生产率提高为③与①比较，生产率提高为③与②比较，生产率提高由上面计算知：Zw③Zw①Zw②，即生产率由高向低的排序为③、①、②。p×f相等时，p大时生产率较高，其原因是p对刀具耐用度的影响比f的小，可选择的切削速度较高，所以生产率较高；p相同，f增大1倍，生产率提高了44．79％，f相同，p增大1倍，生产率提高了57．09％，说明在刀具耐用度一定时，增加p和f都能提高生产率，但增加。。将比增加f对提高生产率更有利。[例11．10]粗加工时，切削用量的选择原则是什么?为什么?[答案]首先选择最大的背吃刀量p，其次选择尽可能大的进给量f，最后根据确定的刀具耐用度选择切削速度v。因为粗加工以获得高的生产效率为主要目标，由生产率计算式P=Aovpf中知，v、pf中的任何一个参数增加1倍，生产率P都可提高1倍。但在刀具耐用度公式T=中，v、f、p任何一个参数增加，刀具耐用度T都会下降。但式中XYZ，即v对T的影响最大，f次之，p对T影响最小。所以，从生产率和刀具耐用度两方面考虑，粗加工时应按p—f—v的顺序选择切削用量最有利。