铣削时采用的切削用量,应在保证工件加工精度和刀具耐用度、不超过加工中心允许的动力和扭矩前提下,获得最高的生产率和最低的成本。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:根据侧吃刀量先选大的背吃刀量(见图4-14),再选大的进给速度F,最后再选大的铣削速度V(最后转换为主轴转速S)。
对于高速加工中心(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→()。
1.背吃刀量的选择
当侧吃刀量<d/2(d为铣刀直径)时,取=(1/3~1/2)d;当侧吃刀量d/2≤<d时,取=(1/4~1/3)d;当侧吃刀量=d(即满刀切削)时,取=(1/5~1/4)d。
当机床的刚性较好,且刀具的直径较大时, 可取得更大。
2.进给量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。进给速度F与铣刀每齿进给量、铣刀齿数z及主轴转速S(r/min)的关系为:
F=z(mm/r)或F=Sz(mm/min)
铣刀每齿进给量推荐值(mm/z)
工件材料 | 工件材料硬度(HB) | 硬质合金 | 高速钢 | ||
端铣刀 | 立铣刀 | 端铣刀 | 立铣刀 | ||
低碳钢 | 150~200 | 0.2~0.35 | 0.07~0.12 | 0.15~0.3 | 0.03~0.18 |
中、高碳钢 | 220~300 | 0.12~0.25 | 0.07~0.1 | 0.1~0.2 | 0.03~0.15 |
灰铸铁 | 180~220 | 0.2~0.4 | 0.1~0.16 | 0.15~0.3 | 0.05~0.15 |
可锻铸铁 | 240~280 | 0.1~0.3 | 0.06~0.09 | 0.1~0.2 | 0.02~0.08 |
合金钢 | 220~280 | 0.1~0.3 | 0.05~0.08 | 0.12~0.2 | 0.03~0.08 |
工具钢 | HRC36 | 0.12~0.25 | 0.04~0.08 | 0.07~0.12 | 0.03~0.08 |
镁合金铝 | 95~100 | 0.15~0.38 | 0.08~0.14 | 0.2~0.3 | 0.05~0.15 |
3.铣削速度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,具体参见下表。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:
铣刀的铣削速度V(m/min)
工件材料 | 铣刀材料 | |||||
碳素钢 | 高速钢 | 超高速钢 | 合金钢 | 碳化钛 | 碳化钨 | |
铝合金 | 75~150 | 180~300 | 240~460 | 300~600 | ||
镁合金 | 180~270 | 150~600 | ||||
钼合金 | 45~100 | 120~190 | ||||
黄铜(软) | 12~25 | 20~25 | 45~75 | 100~180 | ||
黄铜 | 10~20 | 20~40 | 30~50 | 60~130 | ||
灰铸铁(硬) | 10~15 | 10~20 | 18~28 | 45~60 | ||
冷硬铸铁 | 10~15 | 12~18 | 30~60 | |||
可锻铸铁 | 10~15 | 20~30 | 25~40 | 35~45 | 75~110 | |
钢(低碳) | 10~14 | 18~28 | 20~30 | 45~70 | ||
钢(中碳) | 10~15 | 15~25 | 18~28 | 40~60 | ||
钢(高碳) | 10~15 | 12~20 | 30~45 | |||
合金钢 | 35~80 | |||||
合金钢(硬) | 30~60 | |||||
高速钢 | 12~25 | 45~70 |