切削用量的選擇

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1、制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上， 合理地確定切削深度ap、進(jìn)給量f和切削速度u c。 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能， 在保證加工質(zhì)量的前提下， 獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用 量。 不同的加工性質(zhì)， 對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇 切削用量時，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。 粗加工時，應(yīng)盡量保證較 高的金屬切除率和必要的刀具耐用度， 故一般優(yōu)先選擇盡可能大的切 削深度ap,其次選擇較大的進(jìn)給量f,最后根據(jù)刀具耐用度要求，確 定合適的切削速度。 精加工時， 首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì) 量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量 f和

2、切削深度ap,而盡可能選用 較高的切削速度u c。 切削深度ap的選擇 切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量來確定。 粗加工時, 除留下精加 工余量外,一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。當(dāng)加工余量過大, 工藝 系統(tǒng)剛度較低,機(jī)床功率不足,刀具強(qiáng)度不夠 或斷續(xù)切削的沖擊振 動較大時,可分多次走刀。切削表面層有硬皮的鑄鍛件時,應(yīng)盡量使 ap 大于硬皮層的厚度,以保護(hù)刀尖。 半精加工和精加工的加工余量一般較小時, 可一次切除, 但有時 為了保證工件的加工精度和表面質(zhì)量,也可采用二次走刀。 多次走刀時, 應(yīng)盡量將第一次走刀的切削深度取大些, 一般為總 加工余量的 2/3~3/4 。 在中等功率的機(jī)床上、

3、粗加工時的切削深度可達(dá) 8~10mm半精 加工（表面粗糙度為Ra6.3~3.2卩m）時，切削深度取為0.5~2mm精 加工（表面粗糙度為Ra1.6~0.8卩m）時，切削深度取為0.1~0.4mmi 進(jìn)給量 f 的選擇 切削深度選定后，接著就應(yīng)盡可能選用較大的進(jìn)給量 f 。粗加工 時，由于作用在工藝系統(tǒng)上的切削力較大， 進(jìn)給量的選取受到下列因 素限制；機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)的剛度，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度， 機(jī)床 有效功率與轉(zhuǎn)矩，以及斷續(xù)切削時刀片的強(qiáng)度。 半精加工和精加工時， 最大進(jìn)給量主要受工件加工表面粗糙度的 限制。 工廠中，進(jìn)給量一般多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按一定表格選取（詳見車、鉆、 銑等各章

4、有關(guān)表格）， 在有條件的情況下， 可通過對切削數(shù)據(jù)庫進(jìn)行 檢索和優(yōu)化。 切削速度u c的選擇 在 ap 和 f 選定以后，可在保證刀具合理耐用度的條件下，用計 算的方法或用查表法確定切削速度u c的值。在具體確定u c值時， 一般應(yīng)遵循下述原則： 1 ）粗車時，切削深度和進(jìn)給量均較大，故選擇較低的切削速度； 精車時，則選擇較高的切削速度。 2 ）工件材料的加工性較差時，應(yīng)選較低的切削速度。故加工灰 鑄鐵的切削速度應(yīng)較加工中碳鋼低， 而加工鋁合金和銅合金的切削速 度則較加工鋼高得多 3 ）刀具材料的切削性能越好時，切削速度也可選得越高。因此， 硬質(zhì)合金刀具的切削速度可選得比高速鋼高

5、度好幾倍， 而涂層硬質(zhì)合 金、陶瓷、金剛石個立方氧化硼刀具的切削速度又可選得比硬質(zhì)合金 刀具高許多。 此外，在確定精加工、半精加工的切削速度時，應(yīng)注意避開積屑 瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域；在易發(fā)生振動的情況下，切削速度應(yīng)避開自激 震動的臨界速度，在加工帶硬皮的鑄鍛件時，加工大件、 細(xì)長件和薄 壁件時，以及斷續(xù)切削時，應(yīng)選用較低的切削速度。 1） 切削深度ap 在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的條件下，盡可能選取較大的切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)。 當(dāng)工件的精度要求較高時，則應(yīng)考慮留有精加工余量，一般為 0.1?0.5 mm。 d w _ d m 切削深度ap計算公式：ap= 2 式中： dw

6、—待加工表面外圓直徑，單位 mm dm—已加工表面外圓直徑，單位 mm. 2） 切削速度Vc ① 車削光軸切削速度 Vc光車切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性質(zhì)等因素所確定， 表1為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考表。 切削速度Vc計算公式： Vc= 式中： d—工件或刀尖的回轉(zhuǎn)直徑，單位 mm n—工件或刀具的轉(zhuǎn)速，單位 r/mi n ap=0.3~2mm ap=2~6mm ap=6~10mm 工件材料 熱處理狀態(tài) f=0.08~0.3mm/r f=0.3~0.6mm/r f=0.6~1mm/r -1 Vc/m ?min -1 Vc/m -

7、min -1 Vc/m -min 低碳鋼易切 鋼 熱軋 140?180 100~120 70~90 中碳鋼 熱軋 130?160 90~110 60~80 調(diào)質(zhì) 100~130 70~90 50~70 合金工具鋼 熱軋 100~130 70~90 50~70 調(diào)質(zhì) 80~110 50~70 40~60 工具鋼 退火 90?120 60~80 50~70 灰鑄鐵 HBSV190 90?120 60~80 50~70 HBS=190?225 80?110 50~70 40~60 咼錳鋼 10~20 銅

8、及銅合金 200?250 120~180 90~120 鋁及鋁合金 300?600 200~400 150~200 鑄鋁合金 100?180 80~150 60~100 表1硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考表 注：表中刀具材料切削鋼及灰鑄鐵時耐用度約為 60min。 ② 車削螺紋主軸轉(zhuǎn)速 n切削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速受加工工件的螺距 (或?qū)С?大小、 驅(qū)動電動機(jī)升降特性及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響， 因此對于不同的數(shù)控系統(tǒng)， 選擇車削 螺紋主軸轉(zhuǎn)速n存在一定的差異。下列為一般數(shù)控車床車螺紋時主軸轉(zhuǎn)速計算公式： 1200 n < -k 式中：

9、 p—工件螺紋的螺距或?qū)С?，單位mm。 k —保險系數(shù)，一般為 80。 3) 進(jìn)給速度 進(jìn)給速度是指單位時間內(nèi)，刀具沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為 mm/min，也可表示為主軸 旋轉(zhuǎn)一周刀具的進(jìn)給量，單位為 mm/r。 ⑴確定進(jìn)給速度的原則 ① 當(dāng)工件的加工質(zhì)量能得到保證時，為提高生產(chǎn)率可選擇較高的進(jìn)給速度。 ② 切斷、車削深孔或精車時，選擇較低的進(jìn)給速度。 ③ 刀具空行程盡量選用高的進(jìn)給速度。 ④ 進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度相適應(yīng)。 ⑵進(jìn)給速度Vf的計算 Vf = n f 式中：n —車床主軸的轉(zhuǎn)速，單位 r/min。 f—刀具的進(jìn)給量，單位 mm/r。 表2為

10、硬質(zhì)合金車刀車粗車外圓和端面進(jìn)給量參考表，表 3為按表面粗糙度選擇進(jìn)給量參 表2 硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面進(jìn)給量參考表 工件材料 刀桿尺 寸 工件 直徑 切削深度a p ( mm) < 3 >3~5 >5~8 >8~12 >12 BXH (mrn) d(mm) 進(jìn)給量f(mm/r) 碳素結(jié)構(gòu) 20 0.3?0.4 鋼 40 0.4?0.5 0.3~0.4 —— 合金結(jié)構(gòu) 16X25 60 0.5~0.7 0.4~0.6 0.3~0.5 — — 鋼 100 0.6~0.9 0.

11、5~0.7 0.5~0.6 0.4~0.5 — 耐熱鋼 400 0.8~1.2 0.7?1.0 0.6~0.8 0.5~0.6 — 20 03~04 ---- ---- ---- ---- 40 0.4~0.5 0.3~0.4 —— —— —— 20X30 60 0.5~0.7 0.5~0.7 0.4~0.6 —— —— 25X25 100 0.8?1.0 0.7?0.9 0.5~0.7 0.4~0.7 ---- 400 1.2~1.4 1.0~1.2 0.8~1.0 0.6~0.9 0.4~0.6 40 0 4~0 5 ■■■■ ■■■■ ■■■■

12、 ■■■■ 60 0.5~0.8 0.5~0.8 0.4~0.6 —— —— 16X25 100 0.8~1.2 0.7~1.0 0.6~0.8 0.5~0.7 一 鑄鐵 400 1.0~1.4 1.0~1.2 0.8~1.0 0.6~0.8 ---- 銅合40 0.4~0.5 — — — — 20X30 60 0.5~0.9 0.5~0.8 0.4~0.7 —— —— 25X25 100 0.9~1.3 0.8~1.2 0.7~1.0 0.5~0.8 --- 400 1.2~1.8 1.2~1.6 1.0~1.3 0.9~1.1 0.7~0.9 注：1）斷續(xù)加工和加工有

13、沖擊的工件，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) k=0.75~0.85 ; 2）加工無外皮工件，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) k= 1.1 ； 3） 加工耐熱鋼及其合金，進(jìn)給量不大于 1 mm/r ； 4）加工淬硬鋼，應(yīng)減少進(jìn)給量。當(dāng)鋼的硬度為 44?56HRC，應(yīng)乘系數(shù) k= 0.8 ;當(dāng)鋼的 硬度為57~62 HRC時，應(yīng)乘系數(shù) k=0.5。 表3 按表面粗糙度選擇進(jìn)給量參考表 工件材料 表面粗糙度 Ra(呵) 切削速度范圍 V c (m/mi n) 刀尖圓弧半徑rE (mm) 0.5 1.0 2.0 進(jìn)給量f(mm/r) 鑄鐵 >5~10 0.25~0.40 0.

14、40~0.50 0.50~0.60 青銅 >2.5~5 不限 0.15~0.25 0.25~0.40 0.40~0.60 鋁合金 >1.25~2.5 0.10~0.15 0.15~0.20 0.20~0.35 >5~10 <50 0.30~0.50 0.45~0.60 0.55~0.70 >50 0.40~0.55 0.55~0.65 0.65~0.70 碳鋼 >2.5~5 <50 0.18~0.25 0.25~0.30 0.30~0.40 >50 0.25~0.30 0.30~0.35 0.30~0.50 合金鋼 <50 0.10 0.11~0.15 0.15~0.22 >1.25~2.5 50~100 0.11~0.16 0.16~0.25 0.25~0.35 >100 0.16~0.20 0.20~0.25 0.25~0.35 2 注：r E=0.5mm，一般選擇刀桿截面為 12X12 mm ; 2 rE =1mm 一般選擇刀桿截面為 30X30 mm ; k 2 rE =2mm, 一般選擇刀桿截面為 30X45 mm。