机加工工时简单估算方法

下面跟大家分享一下我们目前在用的机加工工时简单估算方法,供大家参考。

1、确定切削线速度

什么是切削线速度?我们一般谈的都是什么转速、进给,这个切削线速度怎么理解呢?你可以把它想象成刀具在进行加工过程中的运动速度,单位是米/分钟(m/min),就是在一分钟内,刀具(刀尖)行走了多远的距离。拿数控车床举例,假设要加工的圆柱面直径为100mm,转速为600r/min,假设刀具(刀尖)处于直径100的位置不动,零件在转动,那就相当于刀具在一分钟内走了600圈直径为100圆柱的周长,此时为600x100x3.14=188400mm=188.4m,这个是刀具没有进给时的切削线速度,即188.4m/min,这是假设情况,因为没有进给所以刀具也不进行切削,因此是没有意义的。

当我们给一个0.2mm/r的进给速度后,情况就发生了变化,此时刀具(刀尖)走的路线不再是圆的周长线而变成螺旋线,但此时的切削线速度依然用上述计算的188.4m/min,但这个切削线速度是有意义的,因为加了进给,在零件旋转的时候刀具同时位移参与切削。一般刀片盒子上也会给出推荐的切削线速度参考值,取中值是没问题的。

刀片外包装盒

2、确定切削层

简言之就是当前余量用几刀加工完成,跟切削深度(ap)有关。假设余量还有3mm,刀具切削深度根据包装盒的推荐选择1.5mm,那就需要走2刀完成加工,切削层数即为2层。或者感觉切削深度1.5mm有点不保险,选择1mm就需要走3刀,这个要根据材料硬度和加工设备来确定,我们报加工工时一般较为保守,数值选小一点一般问题不大。

车刀切削参数推荐

3、计算加工时间

如下图简单零件,要加工直径94mm的圆柱面,圆柱面长度为100mm,毛坯直径为100mm,因此确定单边余量为3mm。我们设置的加工参数如下:切削线速度为200m/min,切削层深度为1mm,进给为0.2mm/r,因此此时转速为(200×1000)/3.14/94=677.6r/min,此时我们需要的是刀具每分钟沿着轴向的进给速度,为0.2mm/rX677.6r/min=135.52mm/min,总加工长度为100mm,因此加工一次的时间为100÷135.52=0.74min,需要加工三刀,因此总时间为0.74×3=2.22min。

加工参数

示例加工件

示例加工件

4、钻孔加工工时计算

钻头我们一般设置切削线速度为80m/min(刀具信息一般可以查到推荐值),进给一般设置为0.1mm/r,其实计算方法跟上面也差不多,假设我们要加工一个深度为80mm、直径为8.5mm的孔,那么在设置好如上的加工参数后,我们可以确定:此时钻头转速为(80×1000)/3.14/8.5=2997r/min,进给为2997×0.1=299.7mm/min,总加工深度为80mm,因此加工时长为80/299.7=0.27min。

合金钻头切削参数推荐

5、铣面加工工时计算

铣削线速度参考

硬质合金铣刀进给参考

这里我们举个简单示例,假设有一加工平面长X宽分别是100mmX100mm,我们选取的面铣刀直径为50mm,铣刀步距为50×0.8=40mm,那可以计算出走刀路径长度为400mm。这个是怎么计算的呢,如上假设我们用直径50的面铣刀来铣100×100的面,理想情况下两次满切的走刀就可以加工完,但是在实际场景下基本不可能实现,铣刀步距约等于0.8x铣刀直径,因为下一次的走刀必须要部分覆盖上一次走刀的轨迹,这样加工出来的表面才尽可能平整。假设我们沿着宽度方向走刀,那完全铣完的走刀次数理论上是100(铣面长度)÷40(铣刀步距),该数值取整后再加1等于理论走刀次数,但是进刀一般也不会是满切,因此还要加1才是正确的走刀次数,所以本次加工走刀次数为4次,4×100=400为走刀路径长度。

铣面走刀示意图

假设我们通过查表得知此时切削线速度为50m/min,铣刀为4齿铣刀,转速可通过上述的方法计算,转速为(50(切削线速度)x1000)/3.14/50(刀具直径)=318r/min,每齿进给我们参考表格选择0.2mm/r,刀具有4齿所以铣刀进给为0.2×4=0.8mm/r,每分钟铣刀进给为0.8mm/rX318r/min=254.4mm/min,走刀路径长度为400mm,因此加工时间为400÷254.4=1.57min,注意这是切削一层所花时间,切削层分布根据余量和切深来确定。