合理选择切削用量

第九节　合理选择切削用量

切削用量是切削加工过程中切削速度（υ）、进给量（f）和背吃刀量（a_p）的总称。切削用量不仅是机床调整与控制的必要参数，而且其数值合理与否，对加工质量、加工效率和生产成本都有重要的影响。因此对切削用量的合理选择是切削加工的重要环节。所谓合理的切削用量是指充分利用机床和刀具的性能，并在保证加工质量的前提下，获得高的生产率与低加工成本的切削用量。

切削用量的选择原则：选择切削用量三要素的最佳组合，在保持刀具合理耐用度的前提下，是三要素的乘积最大，以获得最高的生产率。因此，粗加工时首先应选取尽可能大的背吃刀量，其次取尽可能大的进给量，最后查手册或公式计算确定切削速度。

一、确定背吃刀量a_p

1．根据加工余量确定

粗加工时，除留下精加工的余量外，应尽可能一次走刀切除全部粗加工的余量，这样不仅能在保证一定刀具使用寿命的前提下使a_p、f、v_c的乘积大，而且可以减少走刀次数。

2．中等功率机床情况

（1）粗车时背吃刀量最大可达8mm～10mm。

（2）半精车（表面粗糙度值一般是Ra10μm～5μm）时，背吃刀量可取为0．5μm～2mm。

（3）精车（表面粗糙度值一般是Ra2．5μm～1．25μm）时，背吃刀量可取为0．1μm～0．4mm。

3．加工余量过大或工艺系统刚度不足等情况

在此情况下，可分几次走刀完成。如分两次走刀，应将第一次走刀的背吃刀量取大些，可占全部余量的2／3－3／4，而使第二次走刀的切削深度小些，以使精加工工序获得较小的表面粗糙度及较高的加工精度。

4．切削特殊材料情况

切削零件表层有硬皮的铸、锻件或不锈钢等冷硬较严重的材料时，应使背吃刀量超过硬皮或冷硬层，以避免使切削刃在硬皮或冷硬层上切削。

二、确定进给量f

粗加工时，受机床进给机构强度、刀具强度与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制；精加工时主要受表面粗糙度的限制。

1．一般原则

背吃刀量选定以后，应进一步尽量选择较大的进给量f，其合理数值应当保证机床、刀具不致因切削力太大而损坏；切削力所造成的工件挠度不致超出工件精度允许的数值；表面粗糙度不致太大。

2．粗加工情况

根据经验主要考虑工艺系统刚度、切削力大小和刀具的尺寸等，但还需进行一些验算。

3．半精加工和精加工情况

应按粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、刀具副偏角、切削速度等选择进给量。

（1）当刀尖圆弧半径增大、副偏角减小时，已加工表面粗糙度较小，可选较大的进给量；

（2）当切削速度较高时，切削力降低，可适当增大进给量；

（3）当加工脆性材料时，得到崩碎切屑，已加工表面不平整，表面粗糙度较大，应选较小的进给量。

三、切削速度v

背吃刀量、进给量选定后，根据刀具耐用度计算或查表选定。生产中选择切削速度还考虑以下原则。

1．精加工时，应尽量避开积屑瘤易于产生的速度范围。

2．断续切削时，宜适当降低切削速度，以减少冲击和热应力。

3．加工大型、细长、薄壁工件时，应选用较低的切削速度；端面车削应比外圆车削的速度高些，以获得较高的平均切削速度，提高生产率。

4．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。

复习思考题

1．切削运动通常是指哪些？

2．工件加工表面由哪几个部分组成？

3．已加工表面的是指什么？

4．通常说的切削三要素是指什么？

5．通常说的车刀的三面两刃一尖是指什么？

6．前、后角的定义是什么？

7．简述工件安装位置对刀具的工作角度的影响。

8．简述刀具材料应具备的性能。

9．简述高速钢的特点。

10．简述硬质合金的分类及其特点。

11．简述切屑形成过程。

12．简述切削过程中三个变形区的特点。

13．简述如何控制积屑瘤。

14．切削力的来源有些？

15．简述刀具磨损的原因。

16．刀具的磨钝标准是指什么？

17．刀具寿命的定义是什么？

18．影响工件切削加工性能的因素有哪些？

19．改善工件切削加工性的措施有哪些？

20．切削液的功能通常有哪些？

21．简述如何选择切削液。

22．简述刀具前角的功能。

23．简述刀具后角的功能。

24．简述刀具的刃倾角的功能。

25．简述如何合理选择刀具几何参数。

26．选择切削速度应考虑哪些原则？

27．简述切削用量的合理选择的原则是什么？