普通车床切削用量选择的探究教学探索

牛永宏

摘 要：切削加工过程中切削用量的选择是如影随形的，如果技术工人切削用量选择不合理，就不可能高效地加工出高质量的产品。所以在普通车床教学实践中，切削用量选择的教学有非常重要的意义。本文通过探究法来让学生探索选择切削用量的方法，进而达到内化知识、提高能力的目的。

关键词：切削用量;选择;切削速度;背吃刀量;进给量;探究

收稿日期：2015-09-16

一个合格的毕业生应该能够通过自己学到的知识形成合理选择切削用量的能力，进而丰富自己的经验，成为一名合格的技术工人。

教学中，应该先把对切削用量的选择有影响的因素进行引导讨论和梳理，并且讨论这些因素是如何影响切削用量的，让学生有较深刻的理解。以下是笔者做的简单梳理。

一、影响切削用量选择的因素

1.车床

车床有多种种类，不同种类的车床选择的切削用量也不相同。如立式车床与卧式车床、大型车床和小型车床等。不同的机床具有不同的功率及主电机的工作特性，选择切削用量时需加以考虑，必要时需验算功率。

2.工件

工件的材料、结构、技术要求等对切削用量的选择有至关重要的影响。不同的工件材料具有不同的物理化学性质，切削用量有很大区别;加工不同结构时使用的切削用量是不同的;不同的尺寸的精度要求有时也会使切削用量有所差异。

3.刀具

不同材料、不同种类的刀具影响切削用量的选择。如使用高速钢刀具还是硬质合金刀具，而这些刀具也有不同的牌号，使用的切削用量也有很大的区别。如外圆车刀、内孔车刀、切断车刀等使用的切削用量也不同。

4.加工性质与加工环境

粗车和精车用的切削用量不同。钻孔、车外圆、切断等用的切削用量有很大差异。有无加注切削液、何种类的切削液也会影响切削用量的选择。

5.加工环境

加工环境方面主要考虑切削热的影响。切削热会影响加工精度、断屑等，所以选择切削用量时应考虑切削热，切削速度是影响切削热的重要因素。

6.工艺系统

不同的工艺系统使用的切削用量不同，如装夹方式不同、工艺系统刚度差异等。

7.切削效率与刀具磨损

选择切削用量时应兼顾切削效率和刀具磨损，在两者间寻求较佳的平衡点。

8.安全生产

切削用量的选择必须能够充分保证安全生产的要求，如加工塑性材料工件时的断屑问题、加工螺纹时的退刀问题等，避免出现只图快而不顾安全的问题。

二、引导讨论碳钢工件粗车和精车切削用量选择的一般原则

1.粗车时切削用量的选择

粗车时选择切削用量主要是考虑提高生产率，同时兼顾刀具寿命。加大背吃刀量、进给量和提高切削速度都能提高生产率。但是，它们对刀具寿命产生不利影响，其中影响最小的是背吃刀量，其次是进给量，最大的是切削速度。

2.半精车、精车时切削用量的选择

半精车、精车时应首先考虑保证加工质量，并注意兼顾生产率和刀具寿命。

（1）背吃刀量。背吃刀量应根据加工精度和表面粗糙度要求，由粗车后留的余量确定。半精车时选0.5～2mm;精车时选0.1～0.8mm。

（2）进给量。进给量的选择主要受工件表面粗糙度要求的限制，表面粗糙度越小，进给量也越选小。

（3）切削速度。为了提高工件的表面质量，用硬质合金车刀精车时，一般采用较高的切削速度（大于80m/min）;用高速钢车刀精车时，一般选用较低的切削速度（小于5m/min）。

三、探究方案的制订

上述依据经验给出的切削用量选择值的范围依然宽泛，哪个值更合理呢？让各学习小组提出通过实际切削找到合理切削用量的试验方案。如在沈阳CA6140型车床上精车45钢工件三段外圆Ф38至Ф37±0.02，  表面粗糙度越小越好，90°硬质合金外圆车刀。

方案样例：

1.试验条件：切削速度约100m/min，

背吃刀量0.5mm，进给量选三个不同值

试验结果：对比表面粗糙度和切削时间。

2.试验条件：进给量0.1mm/r，背吃刀量0.5mm，切削速度选三个不同值

试验结果：对比表面粗糙度和切削时间（如表2）。

3.试验条件：切削速度约100m/min，

进给量0.1mm/r，背吃刀量选三个不同值

试验结果：对比尺寸精度和切削时间（如表3）。

四、试验探究

对各小组提出的方案进行指导，应该强调只变化其中的一个量，其他的因素应尽量保持一致。各小组方案都具有可操作性和一定合理性，上车床按照试验方案进行试验。试验时注意尽量保证试验条件的一致性，从而减少其他因素对试验结果的影响。

试验过程中应严格遵照安全操作规程，详细准确地记录试验数据，若试验受到其他因素的影响，导致数据失去有效性时，应予以记录或重新进行试验。试验完成后，各小组对得到的试验数据进行分析，应包括数据有效性分析、数据的计算处理和分析。最后撰写试验报告，对此确定条件和要求下的切削用量做出选择，并对试验过程进行总结。

五、评价学生的探究过程和试验结果

教师应对各小组的试验报告，结合试验过程的表现，给予学生鼓励性的评价，对学生得到的切削用量给予详细的指导，对不合理的结论要帮助其分析原因，最后将合理的结论给予公布。作业中布置粗车外圆时的切削用量选择，并提供试验课时、设备，使学生完成作业。其他条件下的切削用量的选择，在后续教学中由学生通过实验法或类比法选择。

综上所述，切削用量的选择纷繁复杂，使用探究法能让学生学会通过试验来确定合理切削用量的方法，使他们能够在以后遇到各种不同条件下的切削时都能有办法找到合理的切削用量。长此以往，就能够使学生得到丰富的选择切削用量的经验;而且还能够提高学生的参与意识与动手能力。所以，探究法在切削用量选择教学中具有积极的作用。