金属切削用量选择原则

切削用量的选择原则

数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p和进给量f，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。

1. 数控车床切削用量

1）切削深度a p

在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm。

切削深度ap计算公式：a p=2m

w d

d

式中：d w—待加工表面外圆直径，单位mm

d m—已加工表面外圆直径，单位mm.

2）切削速度Vc

①车削光轴切削速度V c光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。

切削速度Vc计算公式：Vc=

式中：d—工件或刀尖的回转直径，单位mm

n—工件或刀具的转速，单位r/min

表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表

工件材料热处理状态

a p=0.3~2mm a p=2~6mm a p=6~10mm f=0.08~0.3mm/r f=0.3~0.6mm/r f=0.6~1mm/r Vc/m·min-1Vc/m·min-1Vc/m·min-1

低碳钢易热轧140~180100~12070~90

切钢

热轧130~16090~11060~80中碳钢

调质100~13070~9050~70

热轧100~13070~9050~70合金工具钢

调质80~11050~7040~60工具钢退火90~12060~8050~70

HBS<19090~12060~8050~70灰铸铁

HBS=190~22580~11050~7040~60高锰钢10~20

铜及铜合金200~250120~18090~120

铝及铝合金300~600200~400150~200

铸铝合金100~18080~15060~100注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。

②车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：

n≤–k

式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。

k—保险系数，一般为80。

3）进给速度

进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。

⑴确定进给速度的原则

①当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。

②切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。

③刀具空行程尽量选用高的进给速度。

④进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。

⑵进给速度V f的计算

V f = n f

式中：n—车床主轴的转速，单位r/min。

f—刀具的进给量，单位mm/r。

表2为硬质合金车刀车粗车外圆和端面进给量参考表，表3为按表面粗糙度选择进给量参考表。

表2 硬质合金车刀粗车外圆及端面进给量参考表

工件材料刀杆尺

寸

BXH

（mm2）

工件

直径

d(mm)

切削深度a p（mm）

≤3>3~5>5~8>8~12>12

进给量f(mm/r)

碳素结构钢

合金结构钢

耐热钢16X25

200.3~0.4-------------------

400.4~0.50.3~0.4--------------

600.5~0.70.4~0.60.3~0.5--------

1000.6~0.90.5~0.70.5~0.60.4~0.5----

4000.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.6----20X30

25X25

200.3~0.4----------------

400.4~0.50.3~0.4------------

600.5~0.70.5~0.70.4~0.6--------1000.8~1.00.7~0.90.5~0.70.4~0.7-----400 1.2~1.4 1.0~1.20.8~1.00.6~0.90.4~0.6

铸铁铜合金16X25

400.4~0.5----------------

600.5~0.80.5~0.80.4~0.6--------

1000.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.7----

400 1.0~1.4 1.0~1.20.8~1.00.6~0.8----

20X30

25X25

400.4~0.5----------------

600.5~0.90.5~0.80.4~0.7--------

1000.9~1.30.8~1.20.7~1.00.5~0.8----

400 1.2~1.8 1.2~1.6 1.0~1.30.9~1.10.7~0.9

注：1）断续加工和加工有冲击的工件，表内进给量应乘系数k=0.75~0.85；

2）加工无外皮工件，表内进给量应乘系数k=1.1；

3) 加工耐热钢及其合金，进给量不大于1mm/r；

4) 加工淬硬钢，应减少进给量。当钢的硬度为44~56HRC，应乘系数k=0.8；当钢

的硬度为57~62 HRC时，应乘系数k=0.5。

表3 按表面粗糙度选择进给量参考表

工件材料

表面粗糙度

Ra(µm)切削速度范围

V c (m/min)

刀尖圆弧半径rε(mm)

0.5 1.0 2.0

进给量f(mm/r)