车削切削用量的选择
车削加工的基本知识
项目一 车削加工的基本知识(1.3)
1.3 切削用量的选择
二、选择切削用量的原则 2．半精车、精车时切削用量的选择
半精车、精车时，主要以保证工件加工精度为主，但也要注意提高生产率及保证 车刀寿命。
半精车、精车的切削余量是根据技术要求由粗车留下的，原则上半精车和精车都 是一次进给完成。当工件表面粗糙度值要求较小，一次进给无法保证表面质量时才 可分两次或三次进给，但最后一次进给的背吃刀量不得小于0.1 mm。
表面粗糙度的评 定参数有轮廓算术平 均偏差Ra 及轮廓最 大高度 。通常选用 的最基本参数是Ra 。
项目一 车削加工的基本知识(1.5)
1. 表面粗糙度参数
一、影响表面粗糙度的因 素 影响表面粗糙度值大小的 因素主要有残留面积（图 1－34）、积屑瘤和振动 等，车削时，车刀主、副 切削刃在工件已加工表面 上留有痕迹，这些未被切 去部分的截面积就称为残 留面积。
实验证明：当背吃刀量增大一倍时，主切削力也增大一倍；进给量增大一倍时， 主切削力只增大0.7～0.8倍；低速切削塑性材料时，切削力随切削速度的提高而减小； 切削脆性材料的金属时，切削速度的变化对切削力的影响并不明显。
项目一 车削加工的基本知识(1.4)
1.4 金属切削过 程（3）车刀几何角度 车刀几何角度中对切削力影响最大的是前角、主偏角和刃倾角。
方法来减小残留面积中的残留高度。 （2）增大刀尖圆弧半径 刀尖圆弧也不宜过大，太大时易引起振动，所以刀
尖圆弧半径要大小适当。 （3）减小进给量。
项目一 车削加工的基本知识(1.5)
1.5 表面粗糙度参数
二、表面粗糙度值大的现象、原因及解决措施 2．工件表面有硬点或毛刺
工件表面有硬点和毛刺是由于积屑瘤脱落嵌入 工件而造成的。要想避免硬点或毛刺，必须防止 积屑瘤的产生，即使用高速钢车刀时，要选择较 低的切削速度（ ＜5 m／min）；使用硬质合金 车刀时，一定要选取高速（ ＞70 m／min）。
车削加工切削用量选择分析
车削加工切削用量选择分析在长期车削加工实践中，有经验的车工老师会在开车切削前，对照着零件图样先考虑开几转车速，吃刀多少深，选择多少走刀量。
这不仅体现了切削用量的重要性，更直接关系到如何充分发挥车刀、机床的潜力来提高实际的生产效率。
因此在车削加工前一定要合理的选择切削用量。
一、切削用量对切削的影响在车削加工中，始终存在着切削速度、吃刀深度和走刀量这三个切削要素，在有条件增大切削用量时，增加切削速度、吃刀深度和走刀量，都能达到提高生产效率的目的，但它们对切削的影响却各有不同。
1. 切削速度对切削的影响所谓切削速度，实质上是指切屑变形的速度，其高低决定着切削温度的高低，影响着切削变形的大小，而且直接决定着切削热的多少。
当车削碳钢、不锈钢以及铝和铝合金等塑性金属材料达到一定的切削温度时，切削底层金属将粘附在车刀的刀刃上面形成积屑瘤。
由于积屑瘤的存在，将会增大车刀的实际前角，对切削力、车刀的磨损以及工件加工质量会产生较大影响。
（1）切削速度对切削力的影响。
一般来说，提高切削速度，切屑变形小，切削力也就相应降低。
对于碳钢等塑性金属材料，在用硬质合金车刀车削碳钢工件时（前角γ=0°），开始切削速度小，切削力大，但随着切削速度的提高，形成积屑瘤后会增大车刀的实际前角，使切屑变形减小，导致切削力下降。
积屑瘤在刀刃上的堆积高度越高，即车刀实际前角增加得越多，切削变形与切削力也就越小。
但当切削速度超过一定范围时（≥20m/min），随着切削速度的提高，积屑瘤高度将会逐渐减小，直至完全消失，车刀的实际前角也随之逐渐减小，直至回复原来大小，这时切削变形与切削力又将逐渐增大。
当切削速度再继续提高时（≥50m/min），由于切削温度甚高，切屑与车刀前面接触的一层表皮开始微熔，起了一种特殊的润滑作用，减少了摩擦，而且因被切层变形不够充分，使切屑变形减小，切削力得到了再次降低。
此后切削力的变化逐渐趋于稳定。
对于不同的工件材料以及不同的车刀前角值，切削速度与切削力之间的变化规律大致如此，但各个变化阶段的速度范围则会不尽相同。
4.4切削用量的选择数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量
图4-24为车圆弧的阶梯走刀路线。
图4-25（a）为车圆弧的同心圆弧走刀路线。
图4-24 阶梯走刀路线车圆弧
图4-25
同心圆弧走刀路线车圆弧
图4-27为车圆弧的车锥法切削路线
即先车一个圆锥，再车圆弧。
图4-27 车锥法走刀路线车圆弧
（2）车圆锥的走刀路线分析
图4-26 车圆锥走刀路线
（3）车螺纹时轴向进给距离的分析
（4）按安装次数划分工序 以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适
用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。
如图4-21所示工件，工序一：以毛坯的粗基准定位加工左端轮廓； 工序二：以加工好的外圆表面定位加工右端轮廓。
图4-21 轴类零件分析
4.5.3加工顺序的确定
在对零件图进行认真和仔细的分析后，制定加工方案应遵循以 下基本原则——先粗后精，先近后远，内外交叉，程序段最少，走
表4-4 常用切削用量推荐表
工件材料
加工内容
背吃刀量 ap／mm 5-7
切削速度 vc／m· min-1 60～80
进给量 f/mm· r-lσb>600MPa
粗加工
精加工 钻中心孔
2-3
2-6
80～120
120～150 500～800r· min-1
0.2～0.4
表4-3 硬质合金刀具切削用量推荐表
粗 加 工 刀具 材料 工件材料 切削速度 （m／min） 220 180 120 80 80 40 120 100 1600 进给量 （mm／r） 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 背吃刀量 mm 3 3 3 3 3 3 2 切削速度 （m／min） 260 220 220 160 140 · 140 120 精 加 工 进给量 （mm／r） 0.l 0.l 0.1 0.l 0.l 0.1 0.l 背吃刀量 mm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5
数控车削中切削用量的选择
数控车削中切削用量的选择
数控车削中，切削用量的选择是确保加工效率和质量的重要因素之一。
合理的切削用量可以有效地避免切削过热和剧烈碰撞等问题，并保证达到预期的工件质量和加工效率。
一般来说，选择正确的切削用量需要考虑以下几个方面：
1. 工件材料：不同材料的切削用量不同。
硬度和韧性大的材料往往需要较大的切削用量，而硬度和韧性小的材料需要较小的切削用量。
2. 切削刀具：不同切削刀具的切削用量不同，因此需要根据刀具的类型和特性进行选择。
3. 加工表面的光洁度要求：如果需要较高的表面光洁度，则切削用量应适当减小，以减少表面粗糙度。
4. 机床性能：切削用量还需要结合机床的性能进行选择，包括机床的刚性、功率、切削速度等因素。
5. 加工过程中的震动和共振情况：过大的切削用量容易引起加工过程中的震动和共振，因此需要适当减小切削用量，以保证加工的稳定性和精度。
选择合适的切削用量可以帮助实现加工效率和质量的平衡，提高数控车削加工的效率和质量。
切削 用量的合理选择
2）根据机床说明书，取机床实际进给量 =0.51mm／r。 3）检验机床进给机构允许的进给量。参考CA6140车床说 明书，查出机床进给机构允许的最大进给抗力为：FMfmax＝ 3528N。 计算切削时进给力为：
统、工件刚度以及精加工时表面粗糙度要求，确定进给量。
3）根据刀具寿命，确定切削速度。 4）所选定的切削用量应该是机床功率所允许的。
1.2切削用量的合理选择方法
1.背吃刀量的合理选择
背吃刀量一般是根据加工余量来确定。 粗加工（表面粗糙度Ra=50～12.5μm）时，尽可能一 次走刀即切除全部余量，在中等功率的机床上加工，取 ap=8～10mm；加工余量太大或余量不均匀、工艺系统刚性 不足或者断续切削时，可分几次走刀。 半精加工（Ra=6.3～3.2μm）时，取ap=0.5～2mm。 精加工（Ra=1.6～0.8μm）时，取ap=0.1～0.4mm。
1.5切削用量的优化概念
切削用量的优化是指在一定的预定目标及约束条件下， 选择最佳的切削用量。
在实际生产中，由于各种条件（加工零件、机床、刀 具、夹具等）都在变化，很难确定出一组最合理的切削用 量数值。
利用切削用量优化的方法，在确定加工条件下，综合 考虑各个因素，通过计算机辅助设计，能找出满足高效、 低成本、高利润和达到表面质量要求的一组最佳的切削用 量参数。实际切削用量的优化过程就是建立优化目标的数 学模型，用计算机求极值。主要目标函数有三个。
床功率是否允许。 在实际生产中，切削用量的合理选择，既可参照有关 手册的推荐数据，也可凭经验根据选择原则确定。
1.3车削用量的合理选择例题
车削切削用量选取参考表讲解学习
2.1
0.9
＞360～500
1.4
0.7
1.5
0.7
1.5
0.8
1.7
0.8
1.9
0.9
2.2
1
1、粗加工，表面粗糙度为Ra50～12.5时，一次走刀应尽可能切除全部余量。
2、粗车背吃刀量的最大值是受车床功率的大小决定的。中等功率机床可以达到8～10mm。
二、高速钢及硬质合金车刀车削外圆及端面的粗车进给量
工件材料
车刀刀杆尺寸(mm)
工件 直径(mm)
切深
≤3
3～5
5～8
8～12
＞12
进给量fmm/r
碳素结构钢、合金结构钢、耐热钢
16×25
20
0.3～0.4
—
—
—
—
40
0.4～0.5
0.3～0.4
—
—
—
60
0.5～0.7
0.4～0.6
0.3～0.5
—
—
100
0.6～0.9
0.5～0.7
0.5～0.6
0.4～0.5
275-335
0.25
8
17-21
0.5
66-72
82-90
0.75
YT5
105-120
0.5
215-245
0.4
高强度钢
225～350
1
20-26
0.18
90-105
115-135
0.18
YT15
150-185
0.18
380-440
0.13
＞300HBS时宜用W12Cr4V5Co5及W2Mo9Cr4VCo8
车削时切削用量的选择原则
三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。
◆ 2. 刀具寿命 切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺 序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切
削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的
接近要求的形状和尺寸。
◆ 粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提
高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中
等偏低的切削速度。
5
◆
粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护
刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚
度。若工件夹持的长度较短或表面凸凹不平，切削用 量则不宜过大。 粗车应留有精车余量。粗车后的精度
6
二、 刀具寿命的选择原则
◆切削用量与刀具寿命有密切关系。在制定 切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命， 而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而 定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成 本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少 的目标确定，后者根据工序成本最低的目 标确定。
7
◆1. 根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来 选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比 单刃刀具高些。 ◆2. 对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短， 为了充分发挥其切削性能，提高生产效率， 刀具寿命可选得低些。
(1)几何因素 (2)物理因素 (3)工艺因素
从切削过程的物理实质考虑，刀具的刃口圆角及后面 的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，严重恶化了表 从几何的角度考虑，刀具的形状和几何角度，特 面粗糙度。在加工塑性材料而形成带状切屑时，在前刀 从工艺的角度考虑其对工件表面粗糙度的影响，主要 别是刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角和切削用量中的 面上容易形成硬度很高的积屑瘤。它可以代替前刀面和 有与切削刀具有关的因素、与工件材质有关的因素和与加 进给量等对表面粗糙度有较大的影响。 切削刃进行切削，使刀具的几何角度、背吃刀量发生变 工条件有关因素等。 化。积屑瘤的轮廓很不规则，因而使工件表面上出现深 浅和宽窄都不断变化的刀痕。有些积屑瘤嵌入工件表面， 更增加了表面粗糙度。切削加工时的振动，使工件表面 粗糙度参数值增大。
浅谈车削加工中切削用量的选择
一
度。
！
（ ｍ／ ｓ 、
１ ０ ０ ０ｘ６ ０
式中 ：０ ￡ 一 工件 待加工表面 的直径 ，或 刀 具、砂 轮的直径 （ 咖）： 工件 或刀具的转速 （ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ） 。 如果主运动为直线运 动 （ 如拉 、插 、刨 等） ， 则切削速度 为直线运 动的平均速度 ，可用下 式计算 ：
ｖ ：
刀具切削性能，使切削效率最高 ，加工成本 最低。在切削用量三要素中切削速度对刀具 耐用度影响最大，进给量 ，背吃刀量影响较 小。刀具耐用度值不变 ，只要提高切削用量 三要素中任何一要素。另外两个要素就必须 有相 应 的改变 。合理 选择切 削用 量 的原则 是 ：粗加工时 ，以提高生产效率为主 ，同时 考虑经济性和加工成本 ，应尽量保证金属切 除率和刀具耐用度 。半精加工和精加工 时， 应 在保 证加工 品质 的前 提下 ，兼顾 切削效 率 ，经济性和加工成本 。 三 、切 削 用量 的选取 方法 切削用量的总体选择方法： ①根据零件加工余量和粗、精加工的要 求，选择背吃刀量 印 。 国根据加工工艺系统允许的切削力。其 中包括机床进给系统、工件刚度 以及精加工 时表面粗造度要求 ，确定进给量 ｆ 。 ＠根据刀具寿命 ，确定切削速度 ＠所选 定 的切削 用量应 该 是机床 功率 允许 的。
１ ． 粗 加 工
， ｒ— 隶 示进给量影响程度的指数
七 Ｐ —一切肖 ０ 条件与实验条件不同时的修
正系数 ： 日 背吃刀量 （ ｍ Ⅲ ） ； 卜— 一进给蠢 （ 姗／ ｒ ） ： 切肯 Ⅱ 速度 （ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ） 。 上述指数 或系数可从相关手册 中查取 ． 粗 车时 的切 削用量 一般为 印＝ ２ － ５ 硼， ｆ ＝ ０ ． ３ － ０ ． ７ ｍ ｍ ／ ｒ ，在确 定 印 、ｆ之后，可根 据刀具材料和机床 功率确 定切削速 度 ２ ． 精加工 在精加工时，加工精度和表面粗糙度的 要求都较高 ，加工余量小而均匀 。因此 ，确 定精加工切削用量时 ， 应在保证质量 的前提 下 ，提高生产率 。 ①背吃刀量 ａ ｐ的选择 印 由粗加工后 留下 的余量 决定 ，一般 印 不能太大 ， 否则会影响加工质量 。 精加 工 般采用逐渐减 小 印 的方法来 保证加 工精
车削加工切削用量的选择
数控机床加生产效率为主，但也应考 率加工成本；半精加工和精加工的切削用量应以保证加工质量 为前提，并兼顾切削效率和加工成本。粗车和半精车切削用量 的具体选择方法介绍如下： （1）粗车切削用量选择
数控机床加工的切削用量
2）进给量f
当背吃刀量确定后，再选出进给量f ，就能计算切削力。 该力作用在工件、机床和刀具上，应为它们的刚度和强度所 允许。也就是说，应在不损坏刀片和刀杆、不损坏机床进给 机构、不顶弯工件和不产生振动的条件下，选取一个最大的 进给量f 值。或者利用确定的和f ，求出主切削力Fz，来校验 刀片和刀杆的强度；根据计算出的切深抗力Fy来校验工件的 刚度；根据计算出的进给抗力Fx来校验机床进给机构薄弱环 节的强度等。
数控机床编程与操作
半精车和精车的背吃刀量较小，产生的切削力不大，所
以增大进给量主要受到表面粗糙度限制。在已知的切削速度v
（预先假设）和刀尖圆弧半径条件下，根据加工要求达到的 表面粗糙度，可利用计算的方法或手册资料确定进给量。
数控机床加工的切削用量
3）切削速度Vc
半精车、精车的背吃刀量和进给量f 较小，切削力对工艺系 统强度和刚度影响较小，消耗功率较少，故切削速度Vc主要受 刀具耐用度限制。需要注意的是，交流变频调速的数控车床低 速输出力矩较小，因此切削速度不能太低。
按上述原则，可利用计算的方法或查手册资料来确定进 给量f 值。 3）切削速度v
在背吃刀量和进给量选定后，根据规定达到的合理耐用度 值，就可确定切削速度v。
数控机床加工的切削用量
1.切削用量选择原则
a 要提高生产效率应尽量增大背吃刀量 p、进给量f 和切
削速度 v 。事实上，在提高切削用量时会受到切削力、切削
数控车削切削用量的选择原则
数控车削切削用量的选择原则1.保证切削力的稳定：在选择切削用量时，需要确保切削力的稳定。
过大的切削用量会导致切削力过大，有可能造成加工件变形、刀具的破裂，甚至会导致机床发生共振。
因此，在选择切削用量时需要根据加工材料的硬度、刀具材料的韧性等参数进行综合考虑，确保切削力处于合适的范围内。
2.提高加工效率：切削用量的选择也需要考虑加工效率的要求。
在保证切削力稳定的前提下，适当增大切削用量可以缩短加工时间，提高加工效率。
但是需要注意的是，切削用量过大可能会导致切削过程中的摩擦产生过热，损坏刀具，因此需要根据具体的切削工艺参数，合理选择切削用量，以实现最佳的加工效率。
3.确保加工质量：切削用量的选择也需要考虑加工质量的要求。
在保证切削力和加工效率的前提下，需要根据加工表面的粗糙度、尺寸公差等要求，选择适当的切削用量。
切削用量过大可能会导致切削表面粗糙度增加，而切削用量过小可能会导致工件表面不平整、尺寸不准确等问题，因此需要根据具体的加工要求，合理选择切削用量，确保加工质量。
4.延长刀具寿命：切削用量的选择也会对刀具寿命产生影响。
过大的切削用量会导致刀具承受较大的切削力和摩擦，容易引起刀具磨损和断裂。
而切削用量过小又容易引起刀具的切屑堵塞，影响切削效果。
因此，在选择切削用量时需要注意刀具的耐磨性、强度等因素，合理选择切削用量，以延长刀具的使用寿命。
5.不同加工方式的切削用量选择：不同的加工方式对切削用量的要求也有所不同。
例如，对于粗加工来说，切削用量可以适当增大，以快速去除材料。
而对于精加工来说，切削用量需要较小，以保证加工表面的质量。
对于深孔加工来说，由于切削油液的润滑不足，切削用量需要较小，以减小切削过程中的磨损和发热。
总之，数控车削切削用量的选择需要综合考虑切削力、加工效率、加工质量、刀具寿命等因素，根据具体加工要求和材料特性，合理选择切削用量，以实现高效、高质量的加工。
第四节 切削用量选择讲解
π dn
切削速度示意图
①车削光轴切削速度 Vs=1000Vc/πd Vs—主轴转速，r/min Vc—切削速度，m/min d—工件待加工表面直径，mm
②车削螺纹主轴转速n 在切削螺纹时，车床的主轴转速过高会使螺
纹破牙，因此对于一般数控车床车螺纹时主轴转 速计算公式：
注意:切断、车槽时的切削深度为车刀主切削刃 的宽度
① 背吃刀量aP（mm）的选择
粗加工（Ra10~80μm）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~l0μm）时，背吃刀量取为0.5~2mm。 精加工（Ra0.32~1.25μm）时，背吃刀量取为
第四节 切削用量的选择
切削用量(又叫切削三要素）是衡量车削运动大小 的参数。
包括： 主轴转速（切削速度） 进给速度（进给量） 背吃刀量（侧吃刀量）
(1) 背吃刀量（切削深度）
切削深度为工件上已加工表面和待加工表面间的 垂直距离，单位为mm。即：ap=(dw－dm)/2 其中：
dw—工件待加工表面的直径，(mm) dm—工件已加工表面的直径，(mm)
表面特征
表面粗糙度值 加工方法举例
明显可见刀痕
Ra100、Ra50、 粗车、粗刨、粗
Ra25、
铣、钻孔
微见刀痕
12.5、Ra6.3、 精车、精刨、精
Ra3.2、
铣、粗铰、粗磨
看不见加工痕迹， Ra1.6、Ra0.8、 微辩加工方向 Ra0.4、
精车、精磨、精 铰、研磨
暗光泽面
Ra0.2、Ra0.1、 研磨、珩磨、超
例3：车削直径为300mm的铸铁带轮外圆，若切削速 度为60m/ min，试求车床主轴转速。
切削用量的选择
切削用量的选择一、引言切削用量的选择是机械加工中非常重要的一项工作，它直接影响到加工质量、生产效率和设备寿命等方面。
因此，正确选择切削用量是保证机械加工质量和效率的关键。
二、切削用量的定义切削用量是指在机械加工过程中，钻头、铣刀或其他刀具每次进给或每分钟进给的长度或数量。
通常包括进给速度、转速和切深等。
三、影响切削用量的因素1.材料硬度：材料硬度越高，所需的切削力就越大，因此需要减小切削用量。
2.材料性质：不同材料具有不同的物理性质和化学性质，在选择切削用量时需要考虑这些因素。
3.加工精度：如果要求高精度加工，则需要降低切削用量以减少误差。
4.设备能力：设备本身也有其最大可承受的进给速度、转速等限制，需要根据设备能力进行选择。
5.加工方式：不同的加工方式对于所需的切削用量也有影响，例如铣削和车削的切削用量选择不同。
四、切削用量的选择方法1.根据材料硬度选择切削用量：一般来说，材料硬度越高，所需的切削力就越大，因此需要减小切削用量。
但是也需要注意，如果切削用量过小，则会导致加工时间过长、工具磨损严重等问题。
2.根据加工精度选择切削用量：如果要求高精度加工，则需要降低切削用量以减少误差。
此时可以通过增加进给次数或减小每次进给长度来实现。
3.根据设备能力选择切削用量：设备本身也有其最大可承受的进给速度、转速等限制，需要根据设备能力进行选择。
如果超过了设备能力，则会导致设备故障或者加工效率下降。
4.根据材料性质选择切削用量：不同材料具有不同的物理性质和化学性质，在选择切削用量时需要考虑这些因素。
例如对于易碎材料，应该采取小进给、低转速的方式进行加工。
5.根据加工方式选择切削用量：不同的加工方式对于所需的切削用量也有影响，例如铣削和车削的切削用量选择不同。
一般来说，铣削时需要较大的切削用量，而车削时则需要较小的切削用量。
五、切削用量的优化1.合理选择刀具：不同类型的刀具适用于不同材料和加工方式，在选择刀具时需要考虑这些因素。
切削用量的选择原则、方法
●螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量f（mm／r）表示的进给速度vf。如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度vf （mm／min）则必定大大超过正常值。
●刀具在其位移过程的始终，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”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。
进给量（mm／r）
背吃刀量mm
硬质合金或涂层硬质合金
碳钢
220
0.2
3
260
0.l
0.4
低合金刚
1800.23来自2200.l0.4
高合金钢
120
0.2
3
160
0.l
0.4
铸铁
80
0.2
3
120
0.l
0.4
不锈钢
80
0.2
2
60
0.l
0.4
钛合金
40
0.2
1.5
150
0.l
0.4
灰铸铁
120
0.2
2
120
粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。
精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。
切削用量的合理选择
切削用量的合理选择摘要：切削加工是制造业中非常重要的一环，而切削用量的合理选择则直接关系到加工效率和质量的提高。
本文通过研究不同切削用量对加工效果的影响，分析了切削用量的选择原则及其对切削加工的影响，以期为实际生产中的切削加工提供参考。
关键词：切削用量、加工效率、加工质量、选择原则、影响分析正文：1. 引言切削加工是制造业中常见的加工方法之一，其应用广泛、加工效率高、加工精度高等优点，使其被广泛应用于机械制造领域。
而在切削加工中，切削用量的选择则直接关系到加工效率和质量的提高。
因此，在实际生产中，如何选择合适的切削用量，是每个加工人员所面临的问题。
2. 切削用量的选择原则在切削加工中，切削用量是指每次刀具与工件接触时，所采用的最大切削量。
其选择应遵循以下原则：（1）根据不同的材料或工件进行适当的调整。
不同材料或工件应根据其硬度、刚性等特性进行不同的切削用量选择，以确保刀具寿命长、加工效率高。
（2）保证切削力合理。
切削用量过大会导致切削力增大，进而使切削加工过程中产生振动、噪音等不良现象，因此应保证切削力在合理范围内。
（3）控制切削温度。
切削温度过高不仅会影响刀具寿命，还会对工件表面产生烧伤等影响，因此需要选择合适的切削用量，控制切削温度在可控范围内。
3. 切削用量对加工效果的影响（1）切削用量对加工速度的影响切削用量的选择对加工速度具有一定的影响。
切削用量越大，所需要的切削次数就越少，加工效率也就越高。
（2）切削用量对质量的影响切削用量过大会使工件表面粗糙度增加，从而降低工件加工精度。
但若切削用量过小，则会导致加工时间较长，无法提高加工效率。
4. 切削用量的合理选择对加工质量的提高在实际生产中，选择合理的切削用量能够提高加工效率和质量。
正确选择切削用量，不仅可以保证刀具寿命长，还能有效控制切削温度、切削力等，从而避免切削加工过程中产生振动、噪音等现象，提高加工质量。
5. 结论通过对切削用量选择的原则及其对加工效果的影响分析，本文认为在切削加工中，选择合适的切削用量是确保加工效率和质量的保障。
选择切削用量的原则和方法是什么
选择切削用量的原则和方法是什么？1选择切削用量的原则A，粗加工的选择原则。
粗加工时，对加工精度和表面质量要求不高，毛坯余量较大，锻，铸件的表皮有硬皮或其他缺陷，余量不均匀。
选择切削用量时，应尽可能达到有较高的金属切除率与合理的刀具耐用度。
应首先选用较大的切削深度其次是较大的进给量，最后根据刀具耐用度选择合理的切削速度。
B，精加工的选择原则。
精加工时，对加工精度、表面粗糙度要求较高，且加工余量小而均匀。
为保证加工技术要求，并兼顾刀具耐用度和加工效率，应选用较高的切削速度和较小的进给量。
2切削用量的方法A切削深度a p的选择. A p的大小主要根据加工余量的大小、机床的功率、工艺系统的刚度来确定。
粗加工时，应尽量减少走刀次数切削余量为原则。
只有当工艺系统的刚度不足时，才减小Ap，而增加走刀次数。
当采用两次走刀时，第一次走刀的Ap=（2/3-3/4）h,第二次走刀的Ap=（1/3-1/4）h。
h为单边余量。
精加工时Ap=0.1-0.8mm,半精加工时，Ap=1-2mm。
B进给量的F(FZ)的选择。
当切削深度确定后，进给量的大小，主要取决于工艺系统的刚度与强度，车削主要考虑断屑。
高速钢刀具的F(FZ)=0.05-0.15mm/r；硬质合金刀具F(FZ)=0.1-0.5mm/r.精加工时，进给量的大小，主要受工件表面粗糙度要求的限制，也和刀尖圆弧半径的大小有关。
C切削速度VC的选择。
3切削碳钢A低碳钢高速钢刀具VC=30-40m/min,ap=0.11-5mm,f=0.1-0.4mm/r,fz=0.05-0.2mm/z;硬质合金刀具VC=90-180m/min,B中碳钢高速钢刀具VC=20-30m/min,ap=0.5-5mm,f=0.1-0.5mm/r,fz=0.02-0.2mm/z;硬质合金刀具VC=80-150m/min, ap=0.1-5mm其余同上。
C高碳钢高速钢刀具VC=15-25m/min,ap=0.5-5mm,f=0.1-0.4mm/r,fz=0.02-0.25mm/z;硬质合金刀具VC=80-120m/min, ap=0.5-5mm ，f=0.1-0.5mm/r,fz=0.05-0.15mm/z.4切削合金钢高速钢刀具VC=15-20m/min,ap=0.1-5mm,f=0.1-0.5mm/r,fz=0.05-0.15mm/z;硬质合金刀具VC=60-120m/min,金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=100-400m/min其他同高速钢5切削铸铁高速钢刀具VC=20-25m/min,ap=0.1-5mm,f=0.1-0.5mm/r,fz=0.1-0.5mm/z;硬质合金刀具VC=80-120m/min, ap=0.1-8mm,f=0.2-0.8mm/r,fz=0.2-0.8mm/z金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=150-300m/min，PCBN刀具，VC=300-600m/min其他同高速钢6切削冷硬铸铁和耐磨合金耐磨铸铁硬质合金刀具VC=6-18m/min, ap=0.5-10mm,f=0.5-1mm/r,金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=40-60m/min ap=0.5-4mm,f=0.3-0.6mm/r,PCBN刀具，VC=70-100m/min ap=0.5-2mm,f=0.15-0.3mm/r,7切削铝合金高速钢刀具VC=40-70m/min,ap=0.1-10mm,f=0.05-0.4mm/r,fz=0.05-0.4mm/z硬质合金刀具VC=150-300m/min, ap=0.1-10mm,f（fz）=0.1-0.5mm/r,PCD刀具，VC=200-1000m/minap=0.05-3mm,f（fz）=0.05-0.3mm/r,天然金刚石刀具，VC=150-2000m/min ap=0.005-0.4mm,f=0.002-0.005mm/r,7切削铜合金高速钢刀具VC=25-90m/min,ap=0.5-8mm,f=0.1-1mm/r,fz=0.1-1mm/z硬质合金刀具VC=200-400m/min, ap与f（fz）同上，PCD刀具，VC=200-800m/min ap=0.1-4mm,f（fz）=0.05-0.4mm/r,天然金刚石刀具，VC=300-2500m/min ap=0.005-0.4mm,f=0.002-0.005mm/r,8切削淬火钢硬质合金刀具VC=30-75m/min,金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=60-120m/min ，PCBN刀具，VC=100-200m/min，ap=0. 1 -3mm,f（fz）=0.05-0.3mm/r.9切削高温合金高速钢刀具VC=3-6m/min, 硬质合金刀具VC=10-40m/min，ap、f（fz）》0.1mm10切削不锈钢高速钢刀具VC=12-20m/min, 硬质合金刀具VC=60-80m/min，ap、f（fz）》0.1mm。
第六讲 切削用量的选择
Pf=FfυfX10-3
（6-8）
Fc和Ff的单位为N，υc和υf的单位为m／s。
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三、影响切削力的因素
影响切削力Fc的因素很多，现将切削用量对其的影响因 素分述如下。
1．进给量f的影响
式(6—3)表示了进给量f对切削力的影响关系。、f 越大，切削力Fc越大。但f增大一倍，切削力Fc增大 不到一倍。这是因为f的增大使切屑变形减小，单位 切削力Kc减小的缘故。但需指出，上述规律只适用 于hD>0．05mm（hD切削层厚度）的情况。当 hD<0．05mm时，由于切削刃钝圆半径rn的影响，切屑 不易形成，反会出现hD越小Fc越大的现象。 13
工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去 的热量较多，切削区温度就较低，但整个工件的 温度升高较快。例如，切削导热系数好的铝和铜， 切削区温度较低，所以刀具的耐用度就较高；但 工件的温度升较快，由于热胀冷缩的结果，在室 温下检验的尺寸往往与切削时测量的温度不符， 这是必须引起重视的。
18
工件材料的导热系数低，则切削热不易从切屑和 工件传导出去，削区温度较高，使刀具的磨损加 快。例如，切削不锈钢、钛合金以及高温合金时， 由于它们的导热系数低，切削区温度很高，一般 的刀具材料磨损较快，必须采用耐热性好的刀具 材料．并且加注充分的切削液冷却。
因此，为有效地控制切削温度以提高刀具耐用 度，在机床条件允许下，选用大的切削深度和 进给量，比选用大的切削速度有利。
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第三节
刀具寿命及切削用量对寿命的影响
一、刀具寿命 刃磨好的刀具，从开始切削到达到磨钝标准换刀所经历 的总切削时间称为刀具寿命。 有时为了方便也用总切削距离、加工零件数量等来表示。
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由式 (6-9) 及表6-2可以看出，切削速度对切削温 度的影响最大，进给量的影响次之，；背吃刀量 的影响最小。
切削用量 切削用量三要素
切削用量切削用量三要素切削用量是指切削速度v c 、进给量f （或进给速度v f ）、背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。
它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数.它们的定义如下：（一)切削速度v c切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
计算公式如下v c=( π d w n )/1000 （1—1)式中v c ——切削速度（m/s) ；dw —-工件待加工表面直径（mm ）；n —-工件转速（r/s ）。
在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具磨损最快。
（二）进给量f工件或刀具每转一周时,刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。
进给速度v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。
v f=fn （1—2 ）式中v f ——进给速度（mm/s ）;n ——主轴转速（r/s )；f --进给量（mm )。
(三）背吃刀量a p通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。
根据此定义,如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：a p = ( d w — d m ）/2 ( 1-3 ）式中 d w ——工件待加工表面直径（mm ）；dm -—工件已加工表面直径( mm ）.涂层刀片为了提高刀具（刀片）表面的硬度和改善其耐磨性、润滑性，通过化学气相沉积和真空溅射等方法，在硬质合金刀片表面喷涂一层厚度5～12μ m以下的TiC、TiN或Al 2O 3等化合物材料。
TiC 涂层刀片，硬度可达3200HV，呈银灰色，耐磨性好,容易扩散到基体内与基体粘结牢固，在低速切削温度下有较高的耐磨性。
TiN 涂层刀片TiN硬度为2000HV，呈金黄色，色泽美观，润滑性能好，有较高的抗月牙洼型的磨损能力，与基体粘结牢固程度较差。
Al 2O 3 涂层刀片硬度可达3000HV，有较高的高温硬度的化学稳定性，适用于高速切削。
除上述单层涂覆外,还可TiC—TiN, TiC+TiN+Al 2O 3等二层、三层的复合涂层，其性能优于单层。
车削外圆切削用量的选择
车削外圆切削用量的选择切削速度、进给量和背吃刀量三者称为切削用量。
它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。
车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v(m/min)表示。
其计算公式：v=πdn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直径（mm）n——车床主轴每分钟的转速（r/min）工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以f(mm/r)表示；车刀每一次切去的金属层的厚度，称为背吃刀量，以ap(mm)表示。
为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段按粗加工、半精加工和精加工进行。
中等精度的零件，一般按粗车—精车的方案进行即可。
粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。
粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。
使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：背吃刀量ap=0.8～1.5mm，进给量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min(切钢)。
粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。
若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。
粗车应留有0.5～1mm作为精车余量。
粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般为12.5～6.3μm。
精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。
一般精车的精度为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm,所以精车是以提高工件的加工质量为主。
切削用量应选用较小的背吃刀量ap=0.1～0.3mm和较小的进给量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。
精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。
减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。
（1）合理选用切削用量。
选用较小的背吃刀量ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。
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（1）切削用量的选用原则
粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。
背吃刀量mm
切削速度（m／min
进给量（mm／r）
背吃刀量mm
硬质合金或涂层硬质合金
碳钢
220
0.2
3
260
0.l
0.4
低合金刚
180
0.2
3
220
0.l
0.4
高合金钢
120
0.2
3
160
0.l
数控车床车螺纹时，会受到以下几方面的影响：
●螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量f（mm／r）表示的进给速度vf。如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度vf （mm／min）则必定大大超过正常值。
●刀具在其位移过程的始终，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”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。
●车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器），当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“乱扣”）。 Fra bibliotek0.4
铸铁
80
0.2
3
120
0.l
0.4
不锈钢
80
0.2
2
60
0.l
0.4
钛合金
40
0.2
1.5
150
0.l
0.4
灰铸铁
120
0.2
2
120
0.15
0.5
球墨铸铁
100
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。
在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n（r/min）为：n≤（1200/P）－k式中P——被加工螺纹螺距，mm； k——保险系数，一般取为80。
粗加工
5-7
60～80
0.2～0.4
YT类
粗加工
2-3
80～120
0.2～0.4
精加工
2-6
120～150
0.1～0.2
碳素钢σb>600MPa
钻中心孔
500～800r·min-1
钻中心孔
W18Cr4V
钻孔
②进给速度（进给量）的确定 粗加工时，由于对工件的表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度νf可以按公式νf =f×n计算，式中f表示每转进给量，粗车时一般取0.3～0.8mm／r；精车时常取0.1～0.3mm/r；切断时常取0.05～0.2mm/r。
0.2
0.3
2
120
0.15
0.5
铝合金
1600
0.2
1.5
1600
0.l
0.5
表2 常用切削用量推荐表
工件材料
加工内容
背吃刀
ap／mm
切削速度vc／m·min-1
进给量f/mm·r-l
刀具材料
碳素钢σb>600MPa
精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。
（2）切削用量的选取方法
①背吃刀量的选择 粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小，可一次切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达8～10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。
25～30
钻孔
切断（宽度<5mm）
70～110
0.1～0.2
切断（宽度<5mm）
YT类
铸铁HBS<200
粗加工
50～70
0.2～0.4
YG类
精加工
70～100
0.1～0.2
切断（宽度<5mm）
50～70
0.1～0.2
在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取。常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表1表2为常用切削用量推荐表，供参考。
表1 硬质合金刀具切削用量推荐表
刀具材料
工件材料
粗 加 工
精 加 工
切削速度（m／min
进给量（mm／r）
切断（宽度<5mm）
50～70
0.1～0.2
切断（宽度<5mm）
（3）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质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。
③切削速度的确定 切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选取。实际加工过程中，也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。粗加工或工件材料的加工性能较差时，宜选用较低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时，宜选用较高的切削速度。切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径（D）按公式n=l000vc/πD 来确定主轴转速n（r/min）。
数控车削切削用量的选择原则、方法及主要问题
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数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc（用于恒线速度切削）、进给速度vf或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。