数控车床切削用量选择与计算

崔林

摘 要 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用 量包括切削速度、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。

关键词 切削用量 背吃刀量 进给速度

中图分类号：TG659文献标识码：A

切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。

1切削用量的选择原则

总的要求：保证安全，不致发生人身事故或设备事故;保证加工质量。在上述  两项要求的前提下充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，选用较大的切削用量以提高生产率;不应超负荷工作，不能产生过大的变形和震动。

粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时， 应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明 书、切削用量手册，并结合经验而定。从刀具的耐用度出发，切削用量的选择顺序是：先确定背吃刀量，其次确定进给量，最后确 定切削速度。

2切削用量选择方法

2.1背吃刀量aP（mm）的选择

粗加工（Ra10～80 m）时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8～l0mm。半精加工（Ra1.25～l0 m）时，背吃刀量取为0.5～2mm精加工（Ra0.32～1.25 m）时，背吃刀量取为0.2～0.4mm。

2.2进给量f（mm/r）和进给速度（mm/min）的选择

根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。 实际操作加工时，需要根据公式vf=nf转换成进给速度。

（1）当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度，一般100～200mm/min。

（2）在切断、加工深孔或 用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20～50mm/min范围内选取。

（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取。

（4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以采用该机床数控系统设定的最高进给速度。

2.3主轴转速S（n）或切削速度vC（m/min）的选择

（1）在非车削螺纹时，主轴转速，主轴的转数的确定方法，其他与普通车削加工一样，应根据零件被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的签约速度来确定，在实际生产中，主轴的转数可以根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或者参考有关切削用量手册选用。 在选择切削速度时，还应考虑以下几点：

①应尽量避开积屑瘤产生的区域;

②断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度;

③在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度;

④加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度;

⑤加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。

（2）车削螺纹时的主轴转数在加工螺纹时，因其传动链的改变，原则上其转速，只要能保证每转一周时，刀具沿主轴进给轴（多为z轴）方向位移位移一个螺距即可，不受到限制，但数控车螺纹时会受到以下几方面的影响：

①以螺纹加工程序段中指令的逻辑值相当于已经给量f（mm/r）表示的进给速度，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度（mm/min）则必定大大超过正常值。

②刀具在其位移过程中过程的始终都将受到伺服驱动系统升降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升降频率特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺纹的螺距不符合要求。

③车削螺纹时，车床的主轴转速的选取将考虑到螺纹的螺距或导层大小驱动电机的升降频率特性及螺纹拆补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐用不同的主轴转速范围。

2.4选择切削用量时应注意的几个问题

（1）主轴转速 应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性質等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定，需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。根据切削速度可以计算出主轴转速。

（2）车螺纹时的主轴转速 数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴（多为Z轴）方向位移一个螺距即可。

（3）不要轻易按刀具样本的推荐值确定切削速度，那样刀具寿命很低。一般情况下，硬质合金刀片可按刀具样本推荐值的0.64～0.71倍选择切削速度。

（4）确定精加工和半精加工的进给量着眼于工件的表面粗糙度。它还和刀尖半径有关。文中列表表明三者对应关系，供选择进给量参考。

（5）条件允许时希望粗加工吃刀深尽量大。一方面有效提高生产率;一方面也为了消除表面硬皮.切除砂眼等缺陷，从而保护刀尖不与毛坯接触。精加工时也不希望吃刀深太小，以免产生刮擦对粗糙度不利。

参考文献

[1] 杨树成.卧式控车床切削用量的选择[M].沈阳第一机床厂技术部.

[2] 谢晓红.数控车削编程与加工技术[M].电子工业出版社，2008.