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铣削公式和定义

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在这里您可以找到一系列在涉及到铣削过程、铣刀、铣削技术等时使用的必备铣削公式和定义。在任何铣削工序中,知道如何计算正确的切削速度、每齿进给量或金属去除率都是获得理想结果的关键。

f

工作台进给,v (mm/min)

f

工作台进给,v (英寸/分钟)

c

切削速度,v (m/min)

c

切削速度,v (英尺/分钟)

主轴转速,n (r/min)主轴转速,n (rpm)

z

每齿进给量,f (mm)

z

每齿进给量,f (英寸)

n

每转进给量,f (mm/r)

n

每转进给量,f (英寸/转)

3

金属去除率,Q (cm/min)

金属去除率,Q (立方英寸/分钟)

c

净功率,P (kW)

c

净功率,P (HP)

c

扭矩,M (Nm)

c

扭矩,M (磅力英尺)

符号名称/定义公制英制
ae径向切深mm英寸
ap轴向切深mm英寸
DCap切深ap对应的切削直径mm英寸
Dm加工直径 (零件直径)mm英寸
fz每齿进给量mm英寸
fn每转进给量mm/r英寸
n主轴转速rpmrpm
vc切削速度m/min英尺/分钟
ve有效切削速度mm/min英寸/分钟
vf工作台进给mm/minin/min
zc有效齿数
hex最大切屑厚度mm英寸
hm平均切屑厚度mm英寸
kc单位切削力N/mm2牛/平方英寸
Pc净功率kWHP
Mc扭矩Nm磅力英尺
Q金属去除率cm3/min立方英寸/分钟
KAPR主偏角
PSIR切入角
BD刀体直径mm英寸
DC切削直径mm英寸
LU有效长度mm英寸

铣削过程 - 定义

切削速度,vc

指切削刃相对于待加工表面的瞬时速度。

有效或真实切削速度,ve

指有效直径 (DCap) 处的切削刃相对于待加工表面的瞬时速度。该值是确定实际切深 (ap) 对应的真实切削参数的必要条件。使用圆刀片铣刀、球头立铣刀、具有较大刀尖圆角半径的所有铣刀以及主偏角小于90°的铣刀时,这都是一个特别重要的值。

主轴转速,n

铣刀在主轴上的每分钟转数。这是一种面向机床的值,该值由工序的推荐切削速度值计算得到。

每齿进给量,fz

一种用于计算工作台进给的值。每齿进给量值由推荐的最大切屑厚度值计算得到。

每转进给量,fn

指示刀具在一转期间的运动距离。它专门用于计算进给,通常用于确定铣刀的精加工能力。

 

每分钟进给量,vf

也称为工作台进给、机床进给或进给速度。它是刀具在每单位时间内相对于工件的进给距离,与每齿进给量和铣刀齿数有关。铣刀的可用齿数 (zn) 差异很大;有效齿数 (zc) 则是参与切削的有效齿的数量,用于确定工作台进给。每转进给量 (fn) 是专门用于计算进给的值,单位为mm/r (英寸/转),通常用于确定铣刀的精加工能力。

最大切屑厚度,hex

该值描述的是铣刀生成切屑的情况,与fzaekr有关。为了确保采用生产率最高的工作台进给,在决定每齿进给量时,切屑厚度是一项重要的考虑因素。

平均切屑厚度,hm

描述切屑的参数,和所加工材料的单位切削力一起用于计算净功率。

金属去除率,Q (cm3/min)

每分钟去除的金属量,单位为mm3/min (立方英寸/分钟)。该值由切深、切宽和进给值确定。

单位切削力,kct

一种材料常数,也是用于计算功率的系数,单位为N/mm2

加工时间,Tc (分钟)

可由加工长度 (lm) 除以工作台进给 (vf) 得到。

净功率Pc和效率ηmt

面向机床的值,用于帮助计算确保机床适用于相关铣刀和工序所需的净功率。

 

铣削技术 - 定义

线性坡走铣

一种沿铣刀轴向和径向进给方向同时进行的直线运动。

圆弧铣

等高圆弧铣刀具路径 (圆弧插补)。

螺旋插补铣

圆弧坡走铣刀具路径 (螺旋插补)。

等高铣

等高轮廓铣。

点铣

使用圆刀片或球头铣刀执行的切削区域远离刀具中心的短径向接触切削。

扇形凸起

一种在加工复杂曲面时出现的尖点。

 

铣刀特定公式

直刃铣刀的公式

 

特定深度对应的最大切削直径 (mm)。

 

直刃面铣 (沿工件中心) 和侧铣 (ae > Dcap/2) (mm)

 

直刃侧铣 (ae < Dcap/2) (mm)

 

圆刀片铣刀公式

 

特定深度对应的最大切削直径 (mm)。

 

圆刀片面铣 (ae > Dcap/2) (mm)​

 

侧铣 (ae < Dcap/2) 和圆刀片 (ap < iC/2) (mm)

 
 

球头立铣刀

 

特定深度对应的最大切削直径 (mm)。

 

每齿进给量 (mm/z),刀具中心。

 

每齿进给量 (mm/z),侧铣

 
 

内圆弧坡走铣 (3轴) 或圆弧铣 (2轴)

计算版本

 
 

周边进给 (mm/min)​

刀具中心进给 (mm/min)

径向切宽 (mm)

 
 

对于Dw = 0以及ae eff = Dm/2的实心工件

每齿进给量 (mm)

 

扩孔时,

每齿进给量 (mm)

 
 

实心工件圆弧坡走铣

用于扩孔的圆弧坡走铣或圆弧铣。

通过圆弧切入刀具路径进行圆弧铣,Dvf1
 
 

外圆弧坡走铣 (3轴) 或圆弧铣 (2轴) 公式

计算版本

周边进给 (mm/min)

刀具中心进给 (mm/min)

每齿进给量 (mm)​

 
 
 

铣削刀片定义

刀片槽形

对切削刃槽型的进一步研究发现有两种角度对于刀片而言特别重要:

  • 前角 (γ)

  • 楔角 (β)

我们为轻载、中载或重载条件下的加工开发了宏观槽型。

  • L (轻载) 槽型更锋利,但是切削刃较弱 (大γ,小β)

  • H (重载) 槽型更强壮,但是切削刃不锋利 (小γ,大β)

在切削过程中,宏观槽型会影响许多参数。具有更强壮切削刃的刀片不仅能够在更高的载荷下工作,而且会产生更高的切削力,消耗更多的功率并产生更多的热量。针对不同材料经过优化的槽型以ISO分类字母命名。例如,用于铸铁的槽型:-KL、-KM和-KH。

 
 
 
​槽型
参数 L M H
切削刃强度 中等加工
切削力
功耗
最大切屑厚度
产生的热量
 

刀片圆角设计

切削刃用于生成表面的最重要部分是平行煅bs1或 (如果适用) 凸圆弧修光刃带bs2或刀尖圆角半径rε

圆角设计

刀尖圆角半径,r 平行煅 (bs1)修光刃带 (bs2)

 

铣刀定义

主偏角,kr (°)

 

主偏角 (kr) 是铣刀的主要参数之一,因其会影响切削力方向和切屑厚度。

 
 

铣刀直径 - Dc (mm)

 

铣刀直径 (Dc) 通过主切削刃与平行煅相交的点 (PK) 测得。

需要考虑的最重要直径是Dcap,即实际切深 (ap) 对应的有效切削直径,用于计算真实切削速度。D3是刀片安装在刀体的最大直径,对于某些铣刀,它等于Dc

切深 - ap (mm)

切深 (ap) 是轴向上的未切与已切表面之差。最大ap主要受到刀片尺寸和机床功率的限制。

粗加工工序中的另一项关键因素是扭矩,精加工工序中则是振动。

 

切宽,ae (mm)

铣刀参与切削的径向宽度 (ae)。尤其对于插铣步距和圆角铣削中的振动趋势,最大ae特别重要。

切宽直径比,ae/Dc

切宽直径比 (ae/Dc) 是切宽与铣刀直径之比。

刀具的有效切削刃数量,zc

用于确定工作台进给 (vf) 和生产率。这通常会对排屑和运行稳定性产生重要影响。

刀具的切削刃总数,zn

 

有效切削刃的间距,u

对于给定的铣刀直径,可选择3种不同的齿距:疏齿 (-L)、密齿 (-M)、超密齿 (-H)。代码后面添加1个X表示齿距比对应的基本设计略密的铣刀齿距。

 

不等齿距

表示铣刀齿之间的不等间距。这是最大限度地减少振动趋势的一种非常有效的方式。

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