如何优化铣削加工中的进给速度

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进给速度除直接影响加工效率之外，也是影响刀具寿命的关键因素之一。进给速度的计算公式如下：　　vf=n×zn×fz
　　vf=工作台进给(mm/min)
' _! v7 q( a$ H6 W  d3 w　　n=主轴转速(r/min)
$ D3 @6 R* U7 `* p8 \, [- e- b" u　　zn=齿数
9 ~. n9 P( O6 ~% @- N　　fz=每齿进给量(mm/tooth)
　　从公式可以看出，对于给定的铣刀来说，齿数与主轴转速一定的情况下，每齿进给量fz就直接决定了进给速度的高低。
　　如何给每齿进给量fz分配一个合理的数值?我们必须考虑最大切屑厚度hex和fz的关系，因为对于给定的铣刀来说，必定有一个合理的hex与其搭配，而hex与fz并不是简单的一一对应关系。
　　下面我们以方肩立铣刀为例，从每齿进给量fz与hex的关系出发，来探讨延长刀具寿命，提高加工效率的途径。
　　前一期我们已经提过：铣削是切削刃不断切入和切出工件的循环过程，铣刀采用通用(径向)进给时，所形成的切屑厚度是不断变化的(插铣/轴向进给形成恒定的切屑厚度)，而切屑最厚处的厚度即hex。
" o% R! s' j/ f. k- S　　对于铣削来说，两个因素会影响hex与fz的关系。一个是切削(铣削)宽度ae与铣刀直径Dc的比值ae/Dc(切宽因子);另一个是铣刀的主偏角Kr。
* }- c4 Z. [* e3 [　　我们先来讨论ae/Dc对fz的影响。针对不同的ae/Dc，可以大致分为下列三种情况：　　(1)满槽铣削：切削到中心处时，切屑厚度和每齿进给量相等，此时，hex=fz，大多数可转位刀片的最小hex值应为0.1mm。
7 K" T" i: E+ y4 B: D% u　　(2)ae/Dc>50%：ae/Dc=70%是面铣刀的推荐切削状态。刀片切入时，切屑厚度接近每齿进给量(0.9×fz)，刀片直接切入工件，避免了摩擦的产生。不仅能够保证刀片的寿命，而且可以兼顾效率。
$ z! D. C4 ^( ?6 \* F　　(3)ae/Dc<50%：此时，最大切屑厚度(hex)在切入的位置，最大切屑厚度hex小于每齿进给量fz，刀具中心的进给是fz =0.1mm，真正的最大切屑厚度小于0.1mm。
- `! e/ ?4 s- a5 x　　比较(2)和(3)可见，因为ae/Dc的不同，相同的每齿进给量fz并不能带来相同的最大切屑厚度hex。针对ae/Dc远小于50%的情况，必须相应的增大fz，才能获得合理的hex值。
! f& I* e% N; r% L$ V9 U　　我们希望hex达到0.1mm，而在ae/Dc远小于50%时，如果进给量还是fz=0.1mm，此时的hex将肯定离0.1mm相差较远。通过提高刀具的每齿进给量fz可以解决此问题。
: a/ @. }) T9 O; P　　因此，我们在本文开头提到的进给速度计算公式就应该做相应的修改，以获得合理的效率和刀具寿命：
2 X9 k$ f6 t# V5 k% O4 k. @　　vf= n×zn×(hex×修正系数1)
$ l/ u3 w+ E3 P5 i/ i　　ae/Dc小于25%时，应该修正进给来获得最佳切屑厚度。
9 ]  i9 F' y" x8 d" s3 [3 }( i　　当采用三面刃铣刀铣槽，或者立铣刀精铣侧壁时，因为ae/Dc较小，此时必须调整fz，才能获得合理的hex。
  c' [! ]5 U4 ]* |- Z) x　　另一影响因素是铣刀的主偏角Kr，当主偏角小于 90°时，最大切屑厚度hex就会小于每齿进给量fz，为了获得合理的hex值，必须相应地提高fz。因此进给公式需要再乘以另一个修正系数2才能获得正确的fz：
& |" g- T3 t% h& R/ o5 f　　vf=n×zn×(hex×修正系数2)
7 b4 q% ^( f6 I$ n2 l　　本文开头提到的进给速度计算公式经过两次修正，最终公式如下
　　vf=n×zn×(hex×修正系数1×修正系数2)
% H( e/ I2 q& Y: m　　优化加工过程，既包括切削路径的优化，也包括切削参数的优化，优化切削参数的目的就是获得合理的最大切屑厚度hex，这也是铣刀能否正常工作的关键。

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牛人啊，学习了