車削用量的合理選擇及其意義

車削用量的合理選擇及其意義摘要：車削加工，是金屬切削的基礎加工。對其切削用量進行合理的選擇，將能充分發(fā)揮機床和刀具的性能，對產品的加工質量、效率、成本與安全具有重要作用。要合理的選擇車削用量，必須對金屬切削過程的現(xiàn)象和基本規(guī)律，工件材料的切削加工性，切削機床、刀具、夾具、切削液等切削條件，工件的加工技術要求，以及安全操作技術等等，進行深入而認真的理解與靈活運用。關鍵詞：車削用量意義選擇一、 刖言車削加工，是金屬切削加工的基礎。在分析金屬切削過程中的切削變形、切屑形成、切削力、切削熱、切屑瘤、刀具磨損與刀具耐用度、冷卻與潤滑、表面質量等等的定性定量參數(shù)時，也都是以車削為基礎闡述的。車削用量的合理選用與否，不僅對車削加工的質量、效率、加工成本、刀具磨損與刀具耐用度產生影響，而且也對鉆削、鏜削、鉸削、拉削、銑削產生影響。只有合理的選擇切削用量，才能有效的發(fā)揮機床和刀具材料的性能，才能優(yōu)質、高效、低成本的完成工件的加工。特別是當今，科學技術的飛速發(fā)展，對產品的性能要求提高了，許多高性能難切削材料得到了廣泛應用。為了使這些難切削材料加工出合格工件，在合理選擇刀具材料、刀具幾何參數(shù)和切削液的同時，合理選擇切削用量具也具有重要的意義。二、 車削用量的合理選擇與意義1、意義。合理選擇切削用量，可以充分發(fā)揮機床的功率（Km）、機床的運動參數(shù)⑴、f、Vf）、冷卻潤滑系統(tǒng)、操作系統(tǒng)的功能，可以充分發(fā)揮刀具的硬度、耐磨性、耐熱性、強度及刀具的幾何參數(shù)等切削性能，可以提高產品的加工質量、效率，降低加工成本，確保生產操作安全。質量。切削用量中的切削速度，直接影響切削溫度。當切削塑性材料時，切削溫度在300r，切屑瘤的高度最大，由于它的產生、長大、脫落，這一過程不斷的循環(huán)，影響刀刃的形狀不斷變化，增大了已加工表面的粗糙度。用一般刀具，如果進給量增大，已加工表面殘留面積高度就會增大，也會使已加工表面粗糙度增大。所以，在精車一般鋼材時，為了避免切屑瘤的產生，降低工件表面粗糙度，切削速度應小于5m/min，大于100m/min，并選用相宜的進給量，來提高工件表面質量。效率。切削用量三要素（Vc、ap、f）中，任何之一增大一倍，加工時的機動時間將減少一半，其效率就將近提高一倍。但是切削速度不能無限制的提高，它還受到刀具材料的硬度和耐熱性及工件材料的導熱系數(shù)的制約。進給量主要受表面粗糙度要求的制約。成本。只有合理的選擇切削用量，才能達到最為經濟的加工。若Vc太高，刀具耐用度就要降低，刀具費就要增大，成本就增加了；若Vc太低，效率就低，成本同樣會增加。安全。安全是保證生產順利、正常進行的首要條件。Vc對離心力和切削力的影響很大。Vc高，離心力和切削力就大，如果工件和刀具的剛性差，就會危及安全，因此必須限制Vc。切削深度ap對切削力和夾具的夾緊力有影響。ap增大，要求夾緊力也相應的增大，否則也影響安全。進給量f對斷屑有影響，f大時，易斷屑；f小時，不易斷屑，加上如果Vc高，切屑就會延綿不斷，也會危機安全。2、選擇切削用量時應考慮的因素。工件材料切削加工性。工件材料在切削加工時的難易程度，稱為切削加工性。切削加工易的材料，切削加工性就好，允許的切削用量就高；反之，則低。怎樣確定材料的加工性呢?首先看材料的化學成分及配比，它是影響材料力學、物理和熱處理性能、材料金相組織和材料切削加工性的根本因素。材料的化學成分和配比多少不同，它的硬度、強度、韌性、塑性、導熱性、加工過程中的冷硬情況也就不同，這些將直接影響到切削用量的高低。刀具材料的性能。刀具材料的性能包括：硬度、耐磨性、耐熱性、抗彎強度和抗粘結性等。不同的刀具材料，其硬度、耐熱性、抗彎強度也不同，所允許的切削速度也不同。詳見表1。波1 刀具赫科性秋湖切削速度工件材料刀具相4建度耐貌性《祀）切削通度Sin）曲必30硬質合金HIIAW-92了100*150淬火料碩魘舍僉HRA網=9，"120060?120W8000-90001400-1500］網~頒有色金屬Him?70600?84550-80禰含金IIRA89.ST2伽PCDHVMOO-IOMO|700^800500-1000 |刀具幾何參數(shù)、刀具耐用度。刀具幾何參數(shù)合理，就可以減小切削變形和摩擦，降低切削力和切削熱，可以提高切削用量。切削速度和刀具耐用度是成反比的關系。刀具耐用度高，要求Vc必須低；Vc選擇高，刀具耐用度就會降低。切削條件剛性。機床、夾具、刀具和工件等切削條件剛性好，切削用量可以大一些。反之，切削條件剛性差，就會引起切削過程振動，從而限制了切削用量的提高。切削液。采用冷卻潤滑液，可以減小外摩擦和帶走一部分切削熱。而降低切削力和切削溫度，就可以將切削速度提高30?50%。3、選擇切削用量的原則與步驟。切削用量的選擇受多種因素的影響，應綜合來考慮，隨切削條件（機床、刀具、夾具、工件材料與結構、工藝、切削液）的不同而不同。在選擇時，應根據(jù)具體情況進行合理的組合，以達到優(yōu)質、高效、低成本的目的。選擇原則。粗加工時，為充分發(fā)揮機床和刀具的性能，以提高金屬切除量為主要目的，應選擇較大的切削深度、較大的進給量和適當?shù)那邢魉俣取Ｔ诰庸r，應主要考慮保證加工質量，并盡可能的提高加工效率，應采用較小的進給量和較高的切削速度。在切削加工性差的材料時，由于這些材料硬度高、強度高、導熱系數(shù)低，必須首先考慮選擇合理的切削速度。選擇步驟。在一般情況下，首先根據(jù)加工余量選擇切削深度ap，其次根據(jù)工件材料的硬化深度和切屑斷連的已加工表面粗糙度情況選擇進給量f,最后盡量選擇較高的（高速鋼刀具選擇較低的）切削速度Vc，以切削速度來控制切削溫度，消除切屑瘤，保證工件表面粗糙度。常用材料切削時，刀具材料、刀具幾何參數(shù)和切削用量推薦見表2。表2刀具幾何參數(shù)和切削用量表工件?刀具材4：刀具幾何手敖切削用置'或1，■)Vc(jT/min)Sp(TTJTL)f(iran/r，眠碳鋼GZ5-z308^2030.^r400.珍s0.1^0.5易切鋼YT、W就土既S—1090—1800.3T1Do.cs^i中碳鋼G15^202Q^300.5'-<yED.1^0.5YT.YW10^15沁86D<160o.Z0.Wg合金鋼G15—2015—.250.1-0.5YLW10—15遂g40^130o.m0.[BF:T日?二5EFSD—1500.1—0.4皈鑄鐵YG-h?in節(jié)2常.如?1P「Ih；a?*n.wn.rTQ基T6泮8200^4000.新sCl.1—L5PCBlig-J88-xlO■30Q^S0U0.1^2D.1慫■口的鑄鋼G10—15W頃10—150.卻50.1翎.5YT.TW55沁含30^800.E0.53銅和銅臺全G10^15沁80.l"-L00.〔*1陽W紫銅(g30)6?8100^-2002.05^-10PCD0Sr^lQ200^1000CJ.U口.15."3鋁和祐］口金G3Cr^358^104DFCIU.1FD口.15.S￥&、YW25^'ao".ID15D?3CiD0.1—10Ci.IM.5■PCDO^IQ10^12■200^.10000.5^30.0Er^0.3鑄鋁.?騷：G25^308^1040^600.f0.1^0?.3￥G-213^25S^IO100^^000.l^S0.口戶滯口.5PCDEl010^12200^6000.1—3不錢鋼.G20—258^1013^20>o'^>0.1>0.2：gYWL5?或10^124 60^3-0TG、YSsr-.io?蒞硬YG.YS5—10口1T4.盼即0.5^30.1.磴DMPCBN70-^80a.沁z0.Ko.3軟橡疫G45^55IglS■4?6Cl0.&-7^50.2^0.5YG100—1501?4工程陶瓷PCD-5^-108^1030-^SOCLOEt-D.?PCBN砂輪PCD，口心38—1030>-50心0.5—；.5PCDII硬質臺金PCD6?舀20.^35J.5^1.50.05^-0.15PCBII高強度鋼G8-^123—100.'2^40.1—E.4YT5^.1010—SO0.2—30.1^-0.5T—820—1200.1^0.:2PCBMQ<P-540^200說明：①刀具材料代號說明G一高速鋼YT一鎢鈦鉆硬質合金YG一鎢鉆類硬質合金YS一超細硬質合金YW一通用硬質合金T一陶瓷PCD一人造聚晶金剛石復合片PCBN—立方氮化硼復合片②參數(shù)選擇說明A、 粗車時，選用低的切削速度，大的切削深度和進給量。B、 精車時，選用高的切削速度，小的切削深度和進給量。C、 高速鋼刀具精車時采用Vc小于10m/min的切削速度以控制積屑瘤產生，降低鋼件粗糙度。D、 對鑄鋼件，粗車應選比較低的切削速度。E、 斷續(xù)切削時，刀具前角適當減小。F、 刀具材料抗彎強度低，Y應減小到0?5°。三、結論1、 車削加工是切削加工的基礎加工方法。它的切削用量選擇，是鉆削、銑削、刨削、鏜削、鉸削用量選擇的基礎。2、 選擇切削用量時，必須考慮工件材料切削加工性與切削條件諸因素的影響，要因地制宜。3、 采用新的刀具材料（陶瓷、PCBN、PCD、新牌號硬質合金和涂層刀具）和數(shù)控機床是提高切削用量的基本途徑。數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速n或切削速度vc（用于恒線速度切削）、進給速度vf或進給量f。這些參數(shù)均應在機床給定的允許范圍內選取。數(shù)控車削切削用量的選擇原則、方法及主要問題切削用量的選用原則（1）切削用量的選用原則粗車時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。選擇切削用量時應首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于斷屑。精車時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎土盡量提高生產率。因此，精車時應選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。（2）切削用量的選取方法①背吃刀量的選擇粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機床上，粗加工的背吃刀量可達8?10mm；半精加工的背吃刀量取0.5?5mm；精加工的背吃刀量取0.2?1.5mm。進給速度（進給量）的確定粗加工時，由于對工件的表面質量沒有太高的要求，這時主要根據(jù)機床進給機構的強度和剛性、刀桿的強度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來選取進給速度。精加工時，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來選取進給速度。進給速度vf可以按公式vf=fXn計算，式中f表示每轉進給量，粗車時一般取0.3?0.8mm/r；精車時常取0.1?0.3mm/r；切斷時常取0.05?0.2mm/r。切削速度的確定切削速度vc可根據(jù)己經選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度進行選取。實際加工過程中，也可根據(jù)生產實踐經驗和查表的方法來選取。粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時，宜選用較高的切削速度。切削速度vc確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式n=l000vc/nD來確定主軸轉速n（r/min）。

表1硬質合金刀具切削用量推薦表萬具材料工件材料粗加工SinT切削珪度（■—?5il進皓是<?w背吃刀星“切削建理進始星（?-r、言吃刀墾??瞄2200.23￡60Q.4雁臺金劇18G0.2322(；.10.4商合金裾1200.231600.10.4SO0.2W⑵r>.i0.4瑾魘合金成不錯鋼SO。點26.00.1U.4涂鼠夏質合鐵臺金40021.51500.10.4金茨鑄鐵120U2120150.5球墨癡被1000.2U21200.150.5鋁臺金1B00021516000.5表2常用切削用量推薦表觀工向容青咤刀=ap/■■切削速度wc—■-ain-l源紿墾日皿-r-1刀具材料碳素鋼口bztiOOIFa粗加工5-T(1.2^0.4粗in工2-300—1200.2—0.4T諉薜卸工2-612^15G；.L"(L2碳素物〃b>6G0KFa鉆中心孔501^-^80Or->iu-l鉆中心孔■18Cr4V祐孔25-^30切霸《寬度<5an>70—1100.切廝〈費度<5db）T諉痔鐵Mesa網粗加工D.￡~D.4秸加工TO^LOE汶1^0.2切斷【蜜度5gTDC.切斷【寬度50-^Ti!技一切晰（竟度C5bbJ（3）選擇切削用量時應注意的幾個問題主軸轉速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取外，還可根據(jù)實踐經驗確定，需要注意的是交流變頻調速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切