切削用量及選擇

1、 切削用量是指切削速度切削用量是指切削速度 Vc 、進給量、進給量 f （或進給速度（或進給速度Vf ）、背吃刀量、背吃刀量 ap 三者的總稱。三者的總稱。前前 言言一、切削用量三要素一、切削用量三要素 （1）切削用量及切削用量三要素）切削用量及切削用量三要素切削用量是指切削速度切削用量是指切削速度 Vc 、進給量、進給量 f （或進給速度（或進給速度Vf ）、）、背吃刀量背吃刀量ap三者的總稱，也稱為切削用量三要素。它是調(diào)三者的總稱，也稱為切削用量三要素。它是調(diào)整刀具與工件間相對運動速度和相對位置所需的工藝參數(shù)。整刀具與工件間相對運動速度和相對位置所需的工藝參數(shù)。在切削加工中，需要根據(jù)不同的

2、工件材料、刀具材料和其在切削加工中，需要根據(jù)不同的工件材料、刀具材料和其他技術(shù)、經(jīng)濟要求來選擇適宜的切削用量。他技術(shù)、經(jīng)濟要求來選擇適宜的切削用量。 （2）切削速度）切削速度Vc 金屬切削過程中，刀具相對于工件的瞬間移動速度。通常金屬切削過程中，刀具相對于工件的瞬間移動速度。通常以以Vc表示。表示。（3）進給量）進給量 f 工件或刀具每轉(zhuǎn)一周，刀具與工件在進給運動方向上的工件或刀具每轉(zhuǎn)一周，刀具與工件在進給運動方向上的相對位移量。相對位移量。 （4）背吃刀量）背吃刀量 ap 已加工表面與待加工表面間垂直距離。已加工表面與待加工表面間垂直距離。（5）進給速度）進給速度Vf 進給速度是指切削刃上選

3、定點相對工件進給運動的即時進給速度是指切削刃上選定點相對工件進給運動的即時速度。速度。切削用量、切削用量三要素（切削用量、切削用量三要素（vc，f，ap） 切削速度切削速度Vc （1）切削速度）切削速度 Vc 金屬切削過程中，刀具相對于工件的瞬間移動速度。通金屬切削過程中，刀具相對于工件的瞬間移動速度。通常以常以Vc表示。表示。切削速度對刀具的使用壽命影響很大，隨著切削速度提切削速度對刀具的使用壽命影響很大，隨著切削速度提高，切削溫度提高很快，摩擦加劇，使刀具迅速磨損。高，切削溫度提高很快，摩擦加劇，使刀具迅速磨損。切削速度切削速度Vc Vc=*d*n是圓周率，取是圓周率，取3.14d 是工件

4、直徑或刀具直徑，單位是：毫米是工件直徑或刀具直徑，單位是：毫米n是轉(zhuǎn)速，單位是：轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)速，單位是：轉(zhuǎn)/分分一般一般Vc的單位用米的單位用米/分，而分，而d的單位一般用毫米，所以有的單位一般用毫米，所以有時候也寫成：時候也寫成：Vc=*d*n/1000在加工中，切削線速度在加工中，切削線速度Vc和工件直徑和工件直徑d（或刀具直徑（或刀具直徑d）及轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速n成正比。所以在切削速度一定的情況下，工件成正比。所以在切削速度一定的情況下，工件或刀具直徑越大，在加工時通常要采用較低的轉(zhuǎn)速?；虻毒咧睆皆酱?，在加工時通常要采用較低的轉(zhuǎn)速。（2）切削速度）切削速度 Vc 計算公式計算公式（1）進給量）進給量

5、f進給量是工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時兩者沿進給運動方向的進給量是工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時兩者沿進給運動方向的相對位移，單位是相對位移，單位是mm/r（毫米（毫米/轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)）進給量進給量 f （2）進給速度）進給速度 Vf進給速度是單位時間的進給量，單位是進給速度是單位時間的進給量，單位是mm/min（毫米（毫米/分鐘）分鐘） Vf = fn = fzzn 進給量進給量 f （3）每齒進給量）每齒進給量 fz對于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進對于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進行工作時，還規(guī)定每一個刀行工作時，還規(guī)定每一個刀齒的進給量齒的進給量fz，即后一個刀齒相對于前

6、一個刀齒的進給量，單位，即后一個刀齒相對于前一個刀齒的進給量，單位是是mm/z(毫米毫米/齒齒)。 （4）進給速度）進給速度 Vf 計算公式計算公式背吃刀量背吃刀量 ap 外圓柱表面車削的背吃刀量：外圓柱表面車削的背吃刀量：ap=（dw-dm)/2(mm) 鉆孔加工的背吃刀量為：鉆孔加工的背吃刀量為：ap=dm/2(mm) 其中：其中：dm已加工表面直徑已加工表面直徑(mm) dw待加工表面直徑待加工表面直徑(mm)（1）背吃刀量）背吃刀量背吃刀量背吃刀量ap為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為離，單位為mm.（2）背吃刀量的計算方法）背吃

7、刀量的計算方法背吃刀量背吃刀量 ap 1、 切削用量對勞動生產(chǎn)率的影響切削用量對勞動生產(chǎn)率的影響切削用量三要素切削用量三要素vcvc、f f 、a ap p 雖然對加工質(zhì)量、刀具耐用雖然對加工質(zhì)量、刀具耐用度和生產(chǎn)效率均有直接的影響，但影響程度卻不同，且它度和生產(chǎn)效率均有直接的影響，但影響程度卻不同，且它們又是相互聯(lián)系，相互制約，不可能都選擇的很大，因此，們又是相互聯(lián)系，相互制約，不可能都選擇的很大，因此，就存在著從不同角度出發(fā)，去優(yōu)先選擇三者之中的某一個就存在著從不同角度出發(fā)，去優(yōu)先選擇三者之中的某一個切削要素。切削要素。為提高生產(chǎn)效率，可以適當增加為提高生產(chǎn)效率，可以適當增加背吃刀量背吃刀

8、量a ap p，減少走刀數(shù)，減少走刀數(shù)，但是當加工余量太大、加工余量不均勻或工藝系統(tǒng)剛性不但是當加工余量太大、加工余量不均勻或工藝系統(tǒng)剛性不足時，為避免振動需要分兩次或多次走刀完成。足時，為避免振動需要分兩次或多次走刀完成。提示：提示：在刀具強度，機床剛性保證的情況下，盡可能增加在刀具強度，機床剛性保證的情況下，盡可能增加背吃刀量背吃刀量 a ap p、進給量、進給量 f f 、適中的切削速度、適中的切削速度v vc c。二、切削用量的選擇二、切削用量的選擇 2、切削用量對零件精度、表面粗糙度的影響、切削用量對零件精度、表面粗糙度的影響對零件精度、表面粗糙度，首先從對零件精度、表面粗糙度，首先

9、從進給量進給量 f f （進給速度（進給速度 VfVf）著手分析，著手分析，進給量進給量 f f 的確定，主要受到表面粗糙度的制約，的確定，主要受到表面粗糙度的制約，為提高零件的粗糙度，進給量必須選擇得當。在三要素中，為提高零件的粗糙度，進給量必須選擇得當。在三要素中，吃刀量吃刀量 a ap p 通常根據(jù)加工余量確定，在通常根據(jù)加工余量確定，在吃刀量吃刀量和和進給量進給量確定后，確定后，在保證刀具的耐用度的前提下，確定合理的在保證刀具的耐用度的前提下，確定合理的切削速度切削速度 v vc c 。3、 切削用量對刀具耐用度的影響切削用量對刀具耐用度的影響（1 1）刀具耐用度）刀具耐用度所謂刀具耐

10、用度，是指一把新刀從開始切削直到磨損量所謂刀具耐用度，是指一把新刀從開始切削直到磨損量達到磨損標準為止，在這期間所使用的總的切削時間，達到磨損標準為止，在這期間所使用的總的切削時間，用用T T表示。表示。（2 2） 切削速度切削速度v vc c與刀具耐用度的關(guān)系與刀具耐用度的關(guān)系切削速度切削速度是影響刀具耐用度的主要因素，其原因是當提高是影響刀具耐用度的主要因素，其原因是當提高切削速度時，單位時間的金屬去除率會成正比例增加，刀切削速度時，單位時間的金屬去除率會成正比例增加，刀具與工件間的摩擦加劇，消耗于金屬變形和摩擦的無用功具與工件間的摩擦加劇，消耗于金屬變形和摩擦的無用功增加，因而增加，因而

11、產(chǎn)生過多的熱量產(chǎn)生過多的熱量。因此，提高切削速度的。因此，提高切削速度的結(jié)果結(jié)果是：是：摩擦熱大量的積聚在切屑底層而來不及傳導出去，從摩擦熱大量的積聚在切屑底層而來不及傳導出去，從而使切削溫度急劇升高，使刀具的耐用度大大降低。而使切削溫度急劇升高，使刀具的耐用度大大降低。3、切削用量對刀具耐用度的影響、切削用量對刀具耐用度的影響（3） 進給量進給量f與刀具耐用度的關(guān)系與刀具耐用度的關(guān)系當增大進給量后，切屑厚度增大，由切屑帶著走的熱量增當增大進給量后，切屑厚度增大，由切屑帶著走的熱量增多，同時切屑與前刀面的接觸長度增加，散熱面積增大。多，同時切屑與前刀面的接觸長度增加，散熱面積增大。通過測試得知

12、通過測試得知，切削溫度隨進給量的增加而升高，但溫度，切削溫度隨進給量的增加而升高，但溫度的升高幅度不及切削速度顯著。的升高幅度不及切削速度顯著。（4 ）背吃刀量）背吃刀量ap與刀具耐用度的關(guān)系與刀具耐用度的關(guān)系背吃刀量對切削溫度的影響很小。這是因為背吃刀量增大背吃刀量對切削溫度的影響很小。這是因為背吃刀量增大后，切削區(qū)產(chǎn)生的熱量雖然成正比增加，但因為切削刃參后，切削區(qū)產(chǎn)生的熱量雖然成正比增加，但因為切削刃參加切削工作的長度也成正比增加，從而改善了散熱條件，加切削工作的長度也成正比增加，從而改善了散熱條件，因此切削溫度上升甚微。因此切削溫度上升甚微。綜上所述，凡是影響切削溫度因素，都影響刀具磨損

13、，綜上所述，凡是影響切削溫度因素，都影響刀具磨損，因而也影響刀具耐用度。因而也影響刀具耐用度。切削用量的選擇：總的要求切削用量的選擇：總的要求保證安全，不致發(fā)生人身事故或設備事故；保證加工質(zhì)量。保證安全，不致發(fā)生人身事故或設備事故；保證加工質(zhì)量。在上述在上述 兩項要求的前提下充分發(fā)揮機床的潛力和刀具的切兩項要求的前提下充分發(fā)揮機床的潛力和刀具的切削性能，削性能，選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)率選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)率；不應超負荷；不應超負荷工作，不能產(chǎn)生過大的變形和震動。工作，不能產(chǎn)生過大的變形和震動。 選擇切削用量的選擇切削用量的基本原則基本原則是是首先首先選取盡可能大的選取盡可能大的背

14、吃刀量背吃刀量；其次其次要在機床動力和剛度允許的范圍內(nèi)，同時又滿足已加要在機床動力和剛度允許的范圍內(nèi)，同時又滿足已加工表面粗糙度的要求的情況下，選取工表面粗糙度的要求的情況下，選取盡可能盡可能大的進給量大的進給量，最后最后利用利用切削用量手冊切削用量手冊選取或用公式計算確定選取或用公式計算確定最佳切最佳切削速度削速度。 切削用量的選擇：基本原則切削用量的選擇：基本原則切削用量的選擇：一般原則切削用量的選擇：一般原則 切削用量選擇的原則是切削用量選擇的原則是提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率，即切削時間縮短。，即切削時間縮短。 對于粗加工來說，要對于粗加工來說，要盡可能保證較高的金屬切除率和必盡可能保證較高的

15、金屬切除率和必要的刀具耐用度。要的刀具耐用度。 半精加工、精加工時首先要保證半精加工、精加工時首先要保證加工精度和表面質(zhì)量加工精度和表面質(zhì)量，同時應兼顧必要的刀具耐用度和生產(chǎn)效率，此時的背吃刀同時應兼顧必要的刀具耐用度和生產(chǎn)效率，此時的背吃刀量根據(jù)粗加工留下的余量確定。為了減小工藝系統(tǒng)的彈性量根據(jù)粗加工留下的余量確定。為了減小工藝系統(tǒng)的彈性變形，減小已加工表面的殘留面積，半精加工尤其是精加變形，減小已加工表面的殘留面積，半精加工尤其是精加工，一般多采用較小的背吃刀量和進給量。為抑制積屑瘤工，一般多采用較小的背吃刀量和進給量。為抑制積屑瘤和鱗制的產(chǎn)生，用硬質(zhì)合金刀具進行精加工時一般多采用和鱗制的

16、產(chǎn)生，用硬質(zhì)合金刀具進行精加工時一般多采用較高的切削速度；高速鋼刀具則一般多采用較低的切削速較高的切削速度；高速鋼刀具則一般多采用較低的切削速度。度。背吃刀量根據(jù)加工余量確定背吃刀量根據(jù)加工余量確定。 在粗加工時，在粗加工時，一次走刀應盡可能切去全部加工余量。一次走刀應盡可能切去全部加工余量。 下列情況可分幾次走刀：下列情況可分幾次走刀： 加工余量太大，一次走刀切削力太大，會產(chǎn)生機床功率不足或刀具加工余量太大，一次走刀切削力太大，會產(chǎn)生機床功率不足或刀具強度不夠時；強度不夠時； 工藝系統(tǒng)剛性不足，或加工余量極不均勻，以致引起很大振動時，工藝系統(tǒng)剛性不足，或加工余量極不均勻，以致引起很大振動時，

17、如加工細長軸或薄壁工件；如加工細長軸或薄壁工件； 斷續(xù)切削，刀具受到很大的沖擊而造成打刀時。斷續(xù)切削，刀具受到很大的沖擊而造成打刀時。 分二次走刀，第一次的分二次走刀，第一次的ap應比第二次大，第二次的應比第二次大，第二次的ap可取加工余量可取加工余量的的1/31/4左右。左右。 切削表層有硬皮的鑄鍛件或切削不銹鋼等冷硬較嚴重的材料時，應切削表層有硬皮的鑄鍛件或切削不銹鋼等冷硬較嚴重的材料時，應盡量使背吃刀量超過硬皮或冷硬層厚度，以防刀刃過早磨損或破損。盡量使背吃刀量超過硬皮或冷硬層厚度，以防刀刃過早磨損或破損。在半精加工時，在半精加工時，ap=0.52 mm 。在精加工時，在精加工時，ap=

18、0.10.4 mm 。切削用量的選擇：切削用量的選擇：吃刀量的選擇吃刀量的選擇 粗加工時粗加工時，對工件表面質(zhì)量沒有太高要求，這時切削力往，對工件表面質(zhì)量沒有太高要求，這時切削力往往很大，合理的進給量應是工藝系統(tǒng)所能承受的往很大，合理的進給量應是工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給最大進給量量。這一進給量要受到下列一些因素的限制：機床進給機。這一進給量要受到下列一些因素的限制：機床進給機構(gòu)的強度、刀具的強度和剛度、硬質(zhì)合金或陶瓷刀片的強構(gòu)的強度、刀具的強度和剛度、硬質(zhì)合金或陶瓷刀片的強度及工件的裝夾剛度等。度及工件的裝夾剛度等。 切削用量的選擇：切削用量的選擇：進給量的選擇進給量的選擇精加工時，精加工時

19、，最大進給量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。最大進給量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。 實際生產(chǎn)中，進給量常常根據(jù)經(jīng)驗選取。然而，按經(jīng)驗實際生產(chǎn)中，進給量常常根據(jù)經(jīng)驗選取。然而，按經(jīng)驗確定的粗加工進給量在一些特殊情況下，如切削力很大、確定的粗加工進給量在一些特殊情況下，如切削力很大、工件長徑比很大、刀桿伸出長度很大時，有時還需對選工件長徑比很大、刀桿伸出長度很大時，有時還需對選定的進給量進行修正。定的進給量進行修正。 根據(jù)已選定的背吃刀量根據(jù)已選定的背吃刀量 apap、進給量進給量 f f，查，查切削手冊切削手冊可得切削可得切削速度速度 VcVc 切削速度的選擇切削速度的選擇 粗加工時，粗

20、加工時，ap 、f 較大較大，所以，所以Vc較低較低，精加工時，精加工時，ap 、f較小較小，所以，所以Vc較高較高。 工件材料強度、硬度較高時，應選工件材料強度、硬度較高時，應選較低的較低的Vc；反之，；反之，Vc較高較高。 刀具材料的切削性能愈好，刀具材料的切削性能愈好，Vc也選得愈高也選得愈高。此外，在選擇此外，在選擇Vc時，還應考慮以下幾點：時，還應考慮以下幾點： 精加工時，應盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。精加工時，應盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。 斷續(xù)切削時，為減小沖擊和熱應力，宜適當降低斷續(xù)切削時，為減小沖擊和熱應力，宜適當降低Vc。 在易發(fā)生振動情況下，在易發(fā)生振動情況下，V

21、c應避開自激振動的臨界速度。應避開自激振動的臨界速度。 加工大件、細長件、薄壁件以及帶外皮的工件時，應選用較低的加工大件、細長件、薄壁件以及帶外皮的工件時，應選用較低的Vc。切削速度參數(shù)表切削速度參數(shù)表 粗車進給量參數(shù)表粗車進給量參數(shù)表精車進給量參數(shù)表精車進給量參數(shù)表銑削鋼的進給量參數(shù)表銑削鋼的進給量參數(shù)表 切削參數(shù)表切削參數(shù)表 切削參數(shù)表切削參數(shù)表 實例實例 例例1：計算切削速度：計算切削速度Vc已知：已知： d=20 mm， n=1500r/min， 求求Vc 例例2：求轉(zhuǎn)速：求轉(zhuǎn)速n已知：已知：Vc=180 m/min d=30mm 求：轉(zhuǎn)速求：轉(zhuǎn)速n解：解：Vc= dn/1000=3.

22、14*20*1500/1000=94.2(m/min) 解：由解：由Vc=dn/1000 得得 n=1000Vc/d n=1000Vc/d=1000*180/(3.14*30)=1910r/min 例例3：求進給量：求進給量 fz 及及 Vc已知：已知：20 高速鋼立銑刀，轉(zhuǎn)速高速鋼立銑刀，轉(zhuǎn)速n=200r/min，F(xiàn)=25mm/min，加工材料：，加工材料：40Cr 求：求： 每齒進給量每齒進給量 fz ，切削速度切削速度 Vc 解：由解：由 Vf=fn=fzzn 得得 fz=Vf/Zn,Vf=F fz=Vf/Zn=25/(3*200)=0.0416 mm/r Vc= dn/1000=3.1

23、4*20*200/1000=12.566(m/min) 例例4：求進給量：求進給量 F及及 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n已知：已知：20，2刃硬質(zhì)合金立銑刀，加工材料：刃硬質(zhì)合金立銑刀，加工材料：40Cr 求：求： 進給量進給量F及轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速n 解：查表得：解：查表得：VC = 55 m/min , fz = 0.1 mm/min 由由Vc =dn/1000 得得 n = 1000 Vc/d n = 1000Vc /d = 1000*55/(3.14*20)= 875 r/min Vf=fn=fzzn=0.1*2*875=175mm/min三、螺紋車削切削用量的確定三、螺紋車削切削用量的確定 1主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)

24、速 因數(shù)控機床系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)等原因，車削螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制，該限制因機床的種類而異。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)，推薦切削螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速為： 2螺紋牙型高度（螺紋總切深）螺紋牙型高度（螺紋總切深） 螺紋牙型高度是指在螺紋牙型上，牙頂?shù)窖赖字g垂直于螺紋軸線的距離。螺紋實際牙型高度可按下式計算： h=0.6495P螺紋牙型高度示意圖 第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控車削切削用量的確定數(shù)控車削切削用量的確定 3徑向起點和終點的確定徑向起點和終點的確定 對于外螺紋加工中，徑向起點(編程大徑)的確定決定于螺紋大徑；徑向終點(編程小徑)的確定決定于螺紋小徑。 對于普通螺紋可用粗略算法來編制程序。通常螺紋大徑