切割速度是机械加工领域表征加工效率的核心参数,在线切割加工中定义为电极丝单位时间切割面积总和 [1],在车削加工中则体现为刀具与工件恒定相对运动速度。其数值受电加工参数、加工路径、主轴转速等多因素影响,通过G96模式可使切削速度保持恒定实现加工质量优化。该参数可通过严谨的数学公式量化计算,并在数控机床中得到实际应用验证 [1-2]。
- 中文名称
- 切割速度
- 英文名称
- cutting speed
- 定 义
- 切割过程中割炬与工件间的相对移动速度,即切口增长速度。
- 应用学科
- 机械工程(一级学科),焊接与切割(二级学科),热切割(三级学科)
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
- 学科范畴
- 机械加工技术
- 典型单位
- 毫米2/分钟、米/分钟
- 核心公式
- SFM=πdn/12
- 应用模式
- G96(恒速)/G97(恒转速)
- 典型设备
- DKB280型线切割机床
- 影响因素
- 脉冲参数、走刀路径
定义与原理
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在线切割加工中,切割速度定义为电极丝中心线单位时间内在工件表面经过的切割面积总和,以DKB280型机床为例,其最大加工速度达120mm2/min [1]。车削加工中则表征为刀具与工件接触点处的表面线速度,通过CNC系统G96模式自动调节主轴转速实现恒定控制 [2]。
公式体系
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公制公式:
$$
v_c = \frac{πdn}{1000}
$$
其中$v_c$为切削速度(米/分钟)、$d$为工件直径(毫米)、$n$为主轴转速(RPM) [2]。
英制公式:
$$
SFM = \frac{πdn}{12}
$$
式中SFM表示表面英尺/分钟,$d$为英寸直径 [2]。当使用G96模式时,系统根据设定切削速度自动解算主轴转速:
$$
n = \frac{1000v_c}{πd}
$$
影响因素
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电参数控制:
- 脉冲宽度20μs时获得最佳加工效率 [1]
- 脉冲间隔7μs时实现加工稳定性与速度平衡 [1]
- 峰值电流≤2A可避免过度放电导致的效率衰减 [1]
路径优化:
通过改进加工路线方案,PD-16805-M产品效率提升达10%,典型优化策略包括缩短空行程时间、优化拐角走刀轨迹等。优化走刀路径可提升加工效率,如PD-16805-M产品效率提升10% [1]。
技术应用
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数控编程案例:
- G96 S91模式下,加工直径为25.4mm时主轴自动调整为1146RPM,50.8mm直径时降为573RPM,维持91米/分钟恒定切削速度 [2]
- G97模式保持2000RPM时,实际切削速度随直径变化产生74.7米/分钟(60mm)至31.4米/分钟(25mm)的差异 [2]
线切割约束:
受电极丝损耗率限制,实际加工速度需控制在材料电离临界点以下。硬质合金加工时放电稳定性阈值约为90mm2/min,超出此值易引发断丝风险 [1]。