在数控加工中，刀具的转速（RPM）和进给速度（Feed Rate）是影响加工效率和质量的关键参数。以下是针对不同材料（如钢、不锈钢、铸铁、铝等）和常见刀具（如立铣刀、钻头、丝锥等）的转速和进给速度推荐值。
1. 切削参数的基础理论
1.1 切削速度（Cutting Speed, Vc）
切削速度是刀具切削刃相对于工件的线速度，单位为 米/分钟（m/min） 或 英尺/分钟（SFM）。
- 公式：Vc=π×D×N1000Vc=1000π×D×N
- VcVc：切削速度（m/min）
- DD：刀具直径（mm）
- NN：主轴转速（RPM）
- 切削速度的选择：
- 材料硬度越高，切削速度越低。
- 刀具材质越好（如硬质合金），切削速度越高。
1.2 主轴转速（Spindle Speed, RPM）
主轴转速是刀具每分钟旋转的次数，单位为 RPM。
- 公式：N=Vc×1000π×DN=π×DVc×1000
1.3 每齿进给量（Feed per Tooth, fz）
每齿进给量是刀具每个切削刃在每转中切除的材料量，单位为 毫米/齿（mm/tooth） 或 英寸/齿（IPT）。
- 公式：fz=VfN×Zfz=N×ZVf
- VfVf：进给速度（mm/min）
- ZZ：刀具齿数
1.4 进给速度（Feed Rate, Vf）
进给速度是工件相对于刀具的移动速度，单位为 毫米/分钟（mm/min） 或 英寸/分钟（IPM）。
- 公式：Vf=fz×N×ZVf=fz×N×Z
2. 不同材料的切削参数推荐
2.1 低碳钢（如AISI 1018）
| 参数 | 立铣刀（硬质合金） | 钻头（硬质合金） | 面铣刀（硬质合金） |
|---|---|---|---|
| 切削速度 (Vc) | 150-250 m/min | 80-120 m/min | 150-250 m/min |
| 每齿进给量 (fz) | 0.05-0.15 mm/tooth | 0.10-0.20 mm/rev | 0.05-0.15 mm/tooth |
| 切削深度 (ap) | 0.5-2.0 mm | – | 1.0-3.0 mm |
| 切削宽度 (ae) | 0.5-1.0 × D | – | 0.6-0.8 × D |
2.2 不锈钢（如AISI 304）
| 参数 | 立铣刀（硬质合金） | 钻头（硬质合金） | 面铣刀（硬质合金） |
|---|---|---|---|
| 切削速度 (Vc) | 50-100 m/min | 30-60 m/min | 50-100 m/min |
| 每齿进给量 (fz) | 0.03-0.08 mm/tooth | 0.05-0.10 mm/rev | 0.03-0.08 mm/tooth |
| 切削深度 (ap) | 0.5-1.5 mm | – | 1.0-2.0 mm |
| 切削宽度 (ae) | 0.3-0.6 × D | – | 0.4-0.6 × D |
2.3 铸铁（如灰铸铁）
| 参数 | 立铣刀（硬质合金） | 钻头（硬质合金） | 面铣刀（硬质合金） |
|---|---|---|---|
| 切削速度 (Vc) | 80-150 m/min | 60-100 m/min | 80-150 m/min |
| 每齿进给量 (fz) | 0.05-0.12 mm/tooth | 0.08-0.15 mm/rev | 0.05-0.12 mm/tooth |
| 切削深度 (ap) | 1.0-3.0 mm | – | 1.5-4.0 mm |
| 切削宽度 (ae) | 0.5-0.8 × D | – | 0.6-0.8 × D |
2.4 铝（如6061）
| 参数 | 立铣刀（硬质合金） | 钻头（硬质合金） | 面铣刀（硬质合金） |
|---|---|---|---|
| 切削速度 (Vc) | 300-600 m/min | 200-400 m/min | 300-600 m/min |
| 每齿进给量 (fz) | 0.08-0.20 mm/tooth | 0.15-0.30 mm/rev | 0.08-0.20 mm/tooth |
| 切削深度 (ap) | 1.0-5.0 mm | – | 2.0-6.0 mm |
| 切削宽度 (ae) | 0.8-1.2 × D | – | 0.8-1.2 × D |
3. 刀具类型及适用场景
3.1 立铣刀（End Mill）
- 适用场景：开槽、轮廓加工、侧壁加工。
- 推荐参数：
- 切削深度：0.5-2.0 × 刀具直径。
- 切削宽度：0.5-1.0 × 刀具直径。
3.2 钻头（Drill Bit）
- 适用场景：钻孔、铰孔。
- 推荐参数：
- 每转进给量：0.05-0.30 mm/rev（根据材料调整）。
3.3 面铣刀（Face Mill）
- 适用场景：平面加工、大面积铣削。
- 推荐参数：
- 切削深度：1.0-4.0 mm。
- 切削宽度：0.6-0.8 × 刀具直径。
4. 冷却与润滑
4.1 冷却方式
- 湿式冷却：使用切削液，适合钢、不锈钢、钛合金等难加工材料。
- 干式冷却：使用空气或微量润滑（MQL），适合铝、铜等易加工材料。
4.2 切削液选择
- 钢/不锈钢：乳化液或合成切削液。
- 铝：专用铝切削液或空气冷却。
- 铸铁：干式切削或空气冷却。
5. 示例计算
5.1 立铣刀加工铝（6061）
- 刀具直径：10 mm
- 切削速度：400 m/min
- 每齿进给量：0.12 mm/tooth
- 刀具齿数：4
转速计算：N=400×1000π×10≈12732 RPMN=π×10400×1000≈12732RPM
进给速度计算：Vf=0.12×4×12732≈6111 mm/minVf=0.12×4×12732≈6111mm/min
6. 总结
- 切削参数需根据材料、刀具类型和加工条件调整。
- 硬质合金刀具适合高速加工，高速钢刀具适合低速加工。
- 冷却方式和切削液选择对刀具寿命和加工质量至关重要。
以上只是理论上的科学计算方式，实际加工中还需参考机台性能以及个人经验
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