维普资讯 http://www.cqvip.com 东媳晨甜ｌ技 ２００２年增刊 金属车削加工中切削用量的选择 新汶矿业集团公司协庄煤矿杨传森聂守芝 摘要该文介绍了金属车削加工中影响切削用量选择的主要因素，提出了具体的选择方法及应遵循的原则。 机动时间 刀具耐用度切削力 机床功率允许的条件下应尽可能选取较大的吃刀深度，使大 部分余量尽快切除。对表面有硬化层的工件，为保护刀尖， 尽量使其不与毛坯表皮接触，使吃刀深度越过硬化层，第一 的吃刀深度也应选大一些。其次，要根据机床一夹具一工件 一关键词 切削用量金属的切削加工是机械制造过程中重要的组成部分，提 高车削加工的效率，对提高机械制造业的总体效益有着重要 的意义。要提高效率，保证车削加工的质量，降低成本，合理 地选择切削用量是重要手段之一。 切削用量的选择，是指在车削加工过程中，根据所用的 刀具系统的刚性尽可能选择较大的走刀量ｓ。 机床、刀具、工件等因素，进行综合考虑，选取适当的切削速 度、走刀量和吃刀深度。车削加工中机动时间的计算公式： Ｌ ｈ Ｌｈｄ 在金属车削过程中，单位时间内金属的切除量增多，产 生的切削热也相应增多。但切削速度、走刀量、吃刀深度对 切削热的影响程度是不一样的。切削速度提高一倍，温度约 增高３０—４ＪＤ％；走刀量加大一倍，温度只增高１５ ２０％；吃刀 深度加大一倍，温度仅增高５～８％。粗车时，首先要考虑增 大走刀量和吃刀深度，这样可以降低切削温度，进而减少对 刀具耐用度的影响。 机动。 式中：Ｉ一而丽 每次走刀的行程长度（ｎｕｎ） ｝广＿＿工件每边加工总余量（ｍｍ） （卜＿＿工件直径（ｍｍ） 主轴转速（ｒ／ｍｉｎ） 切削速度（ｎｇｍｉｎ） ｒ走刀量（ｍｍ／￣） 在选定走刀量ｓ和吃刀深度ｔ的基础上，根据工件材料 和刀具材料再选择切削速度ｖ，并能达到规定的刀具耐用度。 但这时必须使切削功率小于或等于机床许用功率。 工件材料对切削力的影响最大。工件材料的强度愈高， 车削时的变形抗力愈大，切削力也愈大。车削塑性大、韧性 ｒ＿．吃刀深度（ｍｍ） 由公式知，在工件的加工余量一定时，提高切削速度ｖ， 加大走刀量ｓ和吃刀深度ｔ都可以缩短车削加工的机动时间 高的材料时产生的塑性变形及切屑与前刀面之间的磨擦力 较大，故切削力较大。另外，刀具的几何角度对切削力也有 一Ｔ机动，实际上，切削速度ｖ、走刀量ｓ和吃刀深度ｔ受工件材 料、刀具耐用度、机床动力等因素的制约，不可能任意选取。 合理地选择切削用量，是在一定条件下切削速度ｖ、走刀量ｓ 定影响。总切削力Ｐ的大小和方向都不易测量，通常是把 该力分解为三个相互垂直的力，如图１。 和吃刀深度ｔ三个参数的最佳组合。 １ 粗车时切削用量的选择 粗车时，应尽快地切除多余的金属，同时还应保证刀具 的耐用度，实践证明，切削用量三要素中，对刀具耐用度影响 最大的是切削速度ｖ，最小的是吃刀深度ｔ。首先，粗车时在 图１ 刀具的受力分析图 ②粘土水泥浆比重１ ２０ １ ２５ｔ］ｍ３，即１ ｒｎ３粘土中加入 水泥０ ０９—０．１７ｔ。 ５经济效益 ③碴浆选用比重１ ｌＯ～１．１４ｔ／￣的稀粘土浆液混入粉 煤灰搅拌而成，每ｍ３粘土浆液中加入粉煤灰０．３—０．５ｔ，视 钻孔漏水程度和注浆时泵量、泵压而确定碴浆浓度。 ④泵量的选择：开始注浆时先注碴浆，因碴浆泵基本不 承压，只起送浆作用，当碴浆泵压力达不到时，改用注浆泵继 续注浆。 通过四灰帷幕截流工程，投资１３４．９万元（６＿４孔， ４４８０ｍ），经检查，平阴向白庄矿过水由原来的最大８５Ｏｒｎ３，ｈ减 少到２０ｍ３／ｈ，排水费用每年节约４０２万元，经济效益显著。 作者简介张同华女，１９６８年生，山东昌乐人，工程师，现 在肥城矿业集团公司设计院从事技术工作。 ⑤终孔压力：注浆浓度符合要求泵量不大于８０Ｌｌｎｆｉｎ的 情况下，压力４．ＯＭＰａ，持续３０ｒａｉｎ即可封孔，终止注浆。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年增刊 童媳晨纠ｌ妓 ２１ ＰＬＣ在矿井提升机中的应用 枣庄矿业集团柴里煤矿枣庄矿业集团机电运输处靳昌龙李连彪 王家强 摘要通过对ＰＩＥ控制系统在提升机系统中应用的特性分析，证明采用ＰＩＥ实现提升机自动化控制的可行性。 提升机ＰＩＥ控制系统可调闸 动力制动 限速保护闭环控制 关键词性。“温漂”现象造成磁放大器工作点发生变化，使可调闸、 １前言 动力制动的投入难与设计相符，还可能造成限速保护的误动 作。随着可编程控制器在工业自动化控制领域的应用，采用 可编程控制器取代磁放大器来实现可调闸、动力制动和限速 保护闭环控制成为可能。 ２设计思想 在矿井提升机＂ＩＫＤ电控系统中，提升机的可调闸、动力 制动、限速保护闭环控制是通过磁放大器处理后，输出给执 行元件来实现的。由于磁放大器是非线性元件，并且存在 “温漂”现象，闭环环节的调闸方式非常麻烦，可靠性也比较 差。提升机要求可调闸、动力制动、闭环控制线性要好，并且 闭环输出要限幅，因此，磁放大器必须加偏移绕组和反馈绕 组来合理选用其线性段和饱和段，增加了控制系统的复杂 利用可编程控制器的计算、比较和闭环功能，来完成提 主切削力Ｐ广径向力Ｐ厂作用于切削速度上的分力 作用于工件半径方向的分力 ３０％，车削有色金属则可以提高１００～３００％，车削铸铁时选 取７０ｍ／ｎｆｉｎ。 轴向力Ｐ）（一主切削ＰＺ 三者之间主切削力ＰＺ最大，轴向力Ｐｘ最小。 可以用近似公式计算： 加工铸铁时：ＰＺ ｌＯ００ｓ；ｔ（Ｎ） 加工钢料时：ＰＺ ２０００ｓ・ｔ（Ｎ） 总切削力Ｐ一１．１Ｐｚ 作用于工件轴线方向的分力 ２精车时切削用量的选择 精车时，首先要保证工件加工精度和表面质量，在此基 础上也要考虑刀具应具有合理的耐用度和较高的生产效率。 这时，吃刀深度ｔ的选择是根据加工精度和表面粗糙度的要 求，由上一道粗加工工序所留的加工余量决定的。需要注意 的是使用硬质合金车刀车削时，由于刀具材料较脆，刃口在 砂轮上不易磨得很锋利，因而，最后一刀的吃刀深度不宜太 当工件材料确定后，影响主切削力ＰＺ的因素主要是切 削用量中的走刀量ｓ和吃刀深度ｔ。实验表明，ｔ增大一倍，ＰＺ 也增大一倍；ｓ增大一倍，ＰＺ增大６８％～８６％；切削速度ｖ增 大，对主切削刀ＰＺ影响很小，高速车削塑性材料时还会使Ｐｚ 有所减少，因而不考虑ｖ对ＰＺ的影响，但切削速度对切削功 率则是有影响的。 小，否则很难达到加工精度。走刀量的选择在精车时很重 要，一般多采用较小的走刀量，特别是车削一些刚性较差的 工件，如细长轴、薄壁套时更是如此。 精车时工件尺寸精度和表面粗糙度要求严格，切削速度 较低（小于５ｍ／ａｉｒｎ）或较高（大于７０ｍ／ａｉｒｎ），积屑瘤都不容易 产生。 ３结论 总切削功率，即力和作用方向上运动速度的乘积，当主 切削力ＰＺ及切削速度ｖ已知时，切削功率计算公式： Ｎ ＝Ｐｚ・ｖ×１０一 （ｋＷ） 上式中未计入径向切削力Ｐｙ和轴向切削Ｐｘ，是因为Ｐｙ 方向的运动速度等于零；Ｐｘ方向的速度方向很小，消耗的功 率也很少，约占总功率的２％，故可以略去不计。 核验机床电机功率时应使 Ｎ切≤Ｎ电。ｎ 具体选择切削用量时要全面考虑，不可顾此失彼。（１） 可以在现有的机床上使用耐磨性和耐热性更高的新型刀具 材料，如超细晶粒硬质合金、碳化钛基硬质合金及表面涂层 硬质合金。改进刀具的结构，提高刀具刃磨质量。（２）改善 工件材料的切削加工性能。（３）使用功率大，刚性好的机床， 以便采用高速车削和强力车削。 但无论是什么情况，合理的切削用量应满足基本要求： （１）保证安全，不致于使操作者过份紧张或发生人身及设备 机床转动效率，一般取ｎ＝０．７５～０．８ 式中：Ｎ ——机床电机名义功率（ｋＷ） ｎ＿若Ｎ 超过机床电机的许用功率，一般可采取降低切削 速度ｖ或降低切削力，降低切削力时也可以采用减少走刀量 Ｓ和吃刀深度ｔ的方法来实现。 用硬质合金车刀粗车热轧中碳钢时，切削速度ｖ可选取 ｌＯＯｎｄｍｉｎ，车削合金钢及调质状态钢时在此基础上降低２Ｏ一 事故；（２）保证加工质量；（３）不允许超过机床的功率，在工艺 系统刚性许可的条件下，不能产生过大的变形和振动。