切削用量选择原则及影响

陈善英

【摘要】随着加工制造业的不断发展，切削加工已在加工制造业中占有举足轻重的作用，然而切削用量是切削加工的基本控制量。如果切削用量选择不当，不仅难以保证工件加工精度和加工成本的控制，还可能因切削力过大等原因导致损坏机床精度或机床悶车，影响机床性能的正常发挥。因此，提高切削加工效率、降低加工成本、获得高质量产品为目的而进行的切削用量选择研究，对提高机械加工经济效益具有十分重要的意义。如何正确选择切削用量是金属切削原理的一项主要内容，在此本文主要介绍切削用量选择的基本原则。

【关键词】切削用量 选择原则 影响

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）07-0007-01

通过切削加工原理和生产加工实践得知，要选择合理的切削用量并不容易，因为影响切削用量的因素较多，如工件材料、刀具材料、加工精度等。加工时，以上某些发生变化，都将导致切削用量的变化。确定切削用量需综合考虑各影响因素，才能选择合理的切削用量，保证加工精度，提高劳动生产率和经济效益。我的切削用量选择原则来源于生产实践。

一、切削用量的定义及内容

定义：切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称，这三者又称切削用量三要素。

主运动：机床的主要运动，是从工件上切除金属所必须的运动。只有一个、速度最高、消耗功率最大。主运动可以是旋转运动（如车削、镗削中主轴的运动）。

进给运动：去除多余材料的运动。进给运动是使金属层不断投入切削过程，获得所需工件表面的运动。不止一个、速度较小、消耗功率较小。进给运动可以由刀具完成（如车削、钻削），也可以由工件完成（如铣削）；进给运动不限于一个（如滚齿），个别情况也可以没有进给运动（如拉削）。

（一）切削深度（ap）

工件上已加工表面与待加工表面的垂直距离，也就是车刀进给时切入工件的深度（单位：mm）（又称背吃刀量）：

公式： ap=dw-dm/2

dw——待加工表面直径（单位：mm）

dm——已加工表面直径（单位：mm）

（二）进给量（f）：

进给量——指工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离。（单位mm/r）

纵向进给——指沿车床床身导轨方向的进给量。

横向进给——指垂直于车床床身导轨方向的进给量。

(三) 切削速度（Vc）：

在进行切削加工时，刀具切削刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，（车刀在一分钟内车削工件表面的理论展开直线长度。）假设切屑没变形或收缩：(单位m/min)

公式：Vc=πd n/1000 (或 vc=d n/318)

d——工件的最大直径, mm。

n——主轴转速，r/minπ-3.14。

二、切削用量的选择原则

(一) 吃刀深度（切削深度）ap

粗加工时，根据工件、刀具、机床情况决定，一般45号钢，ap＜5mm。

如果车床的转速很低时（低于100～200转/分），电机输出功率将显著降低，此时吃刀深度只能取得很小。

半精加工时，ap一般可取0.5～2.0mm。

精加工时，ap一般可取0.1～0.8mm。

（二）进刀量（走刀量）f

主要取决于工件加工表面粗糙度要求。

粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取f：0.3mm以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。

精加工时，表面要求高，走刀量取小f：0.06～0.12mm主轴每转。

另外还应考虑机床的功率，工件与刀具的刚性。

（三）切削速度Vc

Vc的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。

1.刀具材料：

硬质合金：一般可取Vc﹥80m/min。

高速钢：多数情况下取Vc＜5m/min。

2.工件材料：

硬度高，Vc取低；铸铁，Vc取低，刀具材料为硬质合金时可取Vc=70～80m/min；低碳钢，Vc﹥100m/min。

有色金属，Vc﹥（100～200m/min）。

淬火钢、不锈钢：Vc＜20m/min。

3.加工条件：

粗加工，Vc取低一些；

精加工，Vc取高一些。

机床、工件、刀具的刚性系统差，Vc取低。

三、切削用量对加工的影响：

（一）切削深度的影响

切削深度变化对刀具寿命影响不大。切削深度应根据工件的加工余量、形状、机床、工件及刀具的刚性来确定。切削深度过小时，会造成刮擦，使切削工件表面的硬化层，缩短刀具寿命。当工件表面具有硬化的氧化层时，应在机床功率允许范围内选择尽可能大的切削深度。以避免刀尖只切削工件的表面硬化层，造成刀尖的异常磨损甚至破损。

（二）进给量的影响

进给量影响加工时切屑形成的范围和切屑的厚度，同时也是决定被加工表面质量的关键因素。在对刀具寿命影响方面，进给量过大，切削温度升高，后刀面磨损也增大，但较之切削速度对刀具寿命的影响要小；进给量过小，后刀面磨损大，刀具寿命大幅降低。

（三）切削速度的影响

切削速度对刀具寿命有非常大的影响，提高切削速度时，切削温度就上升，而使刀具寿命大大缩短。加工不同种类、硬度的工件，切削速度应有相应的变化。如加工材质较软的工件，切削速度应大些；加工硬质材料时，切削速度应取小一点。

参考文献：

[1]许镇宇.机械零件.北京：高等教育出版社，1983.

[2]郑焕文.机械制造工艺学.北京:高等教育出版社，1994.

[3]吉卫喜.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2001.

[4]邓文英.金属工艺学.北京：高等教育出版社，2000.

[5]荆学俭.许本枢.机械制造基础.济南：山东大学出版社，1995.