车削用量选择

2.1.5　车削用量选择

一、实习教学目标

了解车削运动及其形成的表面。

掌握切削用量的正确选择原则。

二、车削运动及其形成的表面

1.车削运动

在切削过程中，为了切除多余的金属，必须使工件和刀具作相对的切削运动。在车床上用车刀切除工件上多余金属的运动称为车削运动，车削运动可分为主运动和进给运动，如图2-13所示。

（1）主运动

直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面的运动，称为主运动。车削时，工件的旋转运动是主运动。通常，主运动的速度较高，消耗的切削功率较大。

（2）进给运动

使新的切削层不断投入切削的运功。进给运动是沿着所要形成的工件表面的运动。进给运动可以是连续运动，也可以是间歇运动，如卧式车床上车刀的进给运动是连续运动；牛头刨床工件的进给运动为间歇运动。

图2-13　车削的主运动和进给运动

2.工件上形成的表面

在切削过程中，在工件上将形成已加工表面、加工表面和待加工表面。已加工表面指已经车去多余金属而形成的新表面，待加工表面指即将被切去金属层的表面，加工表面指车刀切削刃正在车削的表面，如图2-14所示。

图2-14　工件加工形成的表面

三、切削用量及其选择原则

1.切削用量

切削用量是衡量切削运动大小的参数。包括切削深度、进给量和切削速度。合理地选择切削用量是保证产品质量，提高生产效率的有效办法。

（1）切削深度（a_p）

工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，称为切削深度，也就是每次走刀时车刀切入工件的深度，如图2-15所示。可按下式计算：

a_p=（d_w－d_m）/2

式中，d_w——工件待加工表面的直径，单位是mm；

　d_m——工件已加工表面的直径，单位是mm。

（2）进给量（f）

指工件每转一转，车刀沿进给方向移动的距离。是衡量进给运动大小的参数。进给量分纵向进给量和横向进给量。纵向进给量指沿车床床身导轨方向的进给量，如图2-15所示。横向进给量指垂直于车床床身导轨方向的进给量。

（3）切削速度（v）

主运动的线速度称切削速度，也可以理解为车刀在1min内车削工件表面理论展开的直线长度（假定切屑无变形或收缩），如图2-16所示。它是衡量主运动大小的参数。切削速度（v）的计算公式为：

v=πdn/1000

式中，d——工件待加工表面直径，单位是mm，

　n——车床主轴每分钟转数，单位是r/min。

图2-15　切削深度和进给量

图2-16　切削速度示意图

车削时，工件作旋转运动，不同直径处各点切削速度不同。计算时应以待加工表面直径处的切削速度为准。

在实际生产中，常常是已知工件直径，并根据工件材料、刀具材料和加工性质等因素选定切削速度。再将切削速度换算成车床转速。如果计算所得的车床转速和车床铭牌上所列的转速有出入，应选取铭牌上和计算值接近的转速。

2.切削用量的选择原则

粗车时，应考虑提高生产率并保证合理的刀具耐用度。首先要选用较大的吃刀深度，然后选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度选用合理的切削速度。

半精车和精车时，必须保证加工精度和表面质量，同时还必须兼顾必要的刀具耐用度和生产效率。

（1）切削深度的选择

粗车时，应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。在保留半精车余量（约l～3mm）和精车余量（0.l～0.5mm）后，其余余量应尽量一次车去。

半精车和精车时的切削深度是根据加工精度和表面粗糙度要求由粗加工后留下的余量确定的。用硬质合金车刀车削时，由于车刀刃口在砂轮上不易磨得很锋利，因此最后一刀的切削深度不宜太小，以a_p =0.1mm为宜。否则很难达到工件的表面粗糙度要求。

（2）进给量的选择

粗车时，选择进给量主要应考虑机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀具材料、工件直径和长度等因素，在工艺系统刚性和强度允许的情况下，可选用较大的进给量。

半精车和精车时，为了减小工艺系统的弹性变形，减小已加工表面的粗糙度，一般多采用较小的进给量。

（3）切削速度的选择

在保证合理的刀具寿命的前提下，可根据生产经验和有关资料确定切削速度。在一般粗加工的范围内，用硬质合金车刀车削时，切削速度可按如下选择：

切削热轧中碳钢，平均切削速度为80～100m/min；切削合金钢，将以上速度降低20%～30%；切削灰铸铁，平均切削速度为50～70m/min；切削调质钢，比切削正火钢、退火钢降低20%～30%；切削有色金属，比切削中碳钢的切削速度提高100%～200%。

此外，还应注意，断续切削、车削细长轴、加工大型偏心工件的切削速度不宜太高。

用硬质合金车刀精车时，一般多采用较高的切削速度（80～100m/min以上）；用高速钢车刀时，宜采用较低的切削速度。