刀具寿命与切削三要素的关系
最新机械制造技术基础课后答案——第二章
机械制造技术基础(作业拟定答案)2-2 切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？答：三个变形区的特点：第一变形区为塑性变形区，或称基本变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前面之间存在压力，所以沿前面流出时必然有很大摩擦，因而使切屑底层又产生一次塑性变形；第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域，已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。
关联：这三个变形区汇集在切削刃附近，应力集中且复杂；它们实质上都是因为挤压和摩擦产生变形，第一变形区主要由挤压沿剪切线产生剪切变形，第二变形区主要由挤压和摩擦产生切屑的变形，第三变形区主要由挤压和摩擦产生加工表面变形。
2-3 分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？答：积屑瘤产生的原因：在切削速度不高又能形成连续切削的情况下，加工塑性材料时，刀面和切屑表面由于挤压和摩擦使得接触表面成为新鲜表面，少量切屑金属粘结在前刀面上，产生了冷焊，并形成加工硬化和瘤核。
瘤核逐渐长大形成积屑瘤。
对加工的影响：积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作角度增大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使得切削厚度增加，降低了工件的加工表面精度并使加工表面粗糙度增加。
生产中控制积屑瘤的手段：在粗加工中，可以采用中低速切削加以利用，保护刀具。
在精加工中应避免采用中低速从而控制积屑瘤的产生，同时还可以增大刀具前角，降低切削力，或采用好的切削液。
2-7 车削时切削合力为什么常分解为三个互相垂直的分力来分析？试说明这三个分力的作用？答：分解成三个互相垂直力的原因：切削合力的方向在空间中是不固定的，与切削运动中的三个运动方向均不重合，而切削力又是设计和性能分析的一个重要参数。
为了便于分析和实际应用，将切削力沿车削时的三个运动方向分解成三个力。
三个切削运动分别为：主运动(切削速度)、进给运动(进给量)、切深运动(背吃刀量)。
刀具复习思考题答案
目录复习思考题 (2)复习思考题 (10)复习思考题 (18)复习思考题 (29)复习思考题 (34)复习思考题 (46)复习思考题 (55)复习思考题 (64)（二）复习思考题1、切削加工由哪些运动组成？它们是如何定义的？各起什么作用？ （1）切削运动（表面成形运动）刀具与工件间的相对运动。
分为主运动和进给运动。
（2）定义：①主运动：是使刀具和工件产生相对运动以进行切削的运动。
特点：速度最高，消耗机床功率最大，且仅有一个。
图2-2 车削外圆的切削运动与加工表面形式：⎩⎨⎧直线运动旋转运动（执行件）主体：⎩⎨⎧刀具转（铣削）工件转（车削）②进给运动：不断地把切削层（切削余量）投入切削的运动。
2、车削外圆柱表面时，工件上有哪些表面？如何定义这些表面？ 切削过程中，工件上有三个变化的表面。
（1）待加工表面：工件上即将被切除的表面（切削余量）。
（2）已加工表面：切削后形成的新表面（符合尺寸精度，表面质量要求）。
（3））下的金属。
被从工件上切削（剥离（切屑） 削的表面。
过渡表面：正被刀具切 （余量） ⇒⇑⇓3、切削用量三要素是指什么？它们是如何定义的？ （1）切削速度V C ：是指刀刃上选定点相对于工件的主运动线速度：）（＝Sm1000n d V w C π 式中： )sr ()m i n s 60()min r n(n ＝ d w =d max (mm) 2、进给量f （进给速度f V ）（1）f ：刀具在进给方向上相对于工件的位移量。
（车、钻、磨）r mm ⇒（2）f V （进给速度）：切削刃上，选定点相对于工件的进给运动的线速度（smm ）。
（3）每齿进给量)z mm (f zZ ：多齿刀具的齿数 三者相互关系)rmm )(s r ( )s mm (nZf nf V z f ==3、背吃刀量q a （切削深度）p a ：是工件上已加工表面（m d ）与待加工表面（w d ）间的垂直距离。
车外圆时：2d d a mw p －= （mm ） 钻孔时： 2da w p = （mm ）4、切削层参数是指什么？它们是如何定义的？图2-5 切削层参数（1）切削厚度：切削层两相邻过渡表面间的垂直距离。
机械制造技术基础(高教版,吉卫喜主编)复习题
第2章金属切削过程及其控制一、选择题1．车床上镗内孔时，刀尖安装高于工件回转中心，则刀具工作角度与标注角度相比，后角。
…………………………………………………………………（）（A）增大（B）减小（C）不变2．纵车外圆时，不消耗功率但影响工件精度的切削分力是（）（A）进给力（B）背向力（C）主切削力（D）总切削力4．在车削细长轴时，为了减小工件的变形和振动，故采用较大的车刀进行切削,以减小径向切削分力。
…………………………………………………………………（）（A）主偏角（B）副偏角（C）后角5．在车削加工铸铁工件外圆时，应选用的硬质合金刀具材料种类为……………（）（A）YT类（B）YT或YG类（C）YG类6．刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向为……………（）（A）流向已加工面（B）流向待加工面（C）沿切削刃的法线方向流出7．粗加工时，前角应取（）；加工材料塑性越大，前角应取（）的值。
（A）相对较大（B）相对较小（C）任意取8．车45钢调质工件外圆时，产生表面粗糙度主要原因是残留面积、塑性变形和等因素引起的。
…………………………………………………（）（A）切屑崩碎（B）鳞刺（C）积屑瘤9．刀具磨损到一定的限度就不能再继续使用，这个磨损限度称为（）。
（A）磨钝标准（B）磨损极限（C）耐用度（D）刀具寿命10．在基面内测量的角度有（）（A）前角和后角（B）主偏角和副偏角（C）刃倾角11．前刀面与基面间的夹角是( )。
12．切削用量中对切削力影响最大的是（）。
（A）切削速度Vc （B）进给量f （C）切削深度a p（D）三者一样13．在切削平面内测量的角度有（）。
（A）前角（B）后角（C）主偏角（D）刃倾角14．下列哪种刀具不适宜进行沟槽的铣削（）。
(A) 立铣刀(B)圆柱形铣刀(C)锯片铣刀(D)三面刃铣刀15．YT 类硬质合金适用于加工钢材，其中（）适合于精加工。
（A）YT1 （B）YT5 （C）YT15 （D）YT3016．（）切削液主要起冷却作用。
什么是合理的切削用量
多次走刀时，应尽量将第一次走刀的切削深 度取大些，一般为总加工余量的2/3~3/4。 在中等功率的机床上、粗加工时的切削深 度可达8~10mm，半径加工（表面粗糙度为 Ra6.3~3.2μm）时，切削深度取为 0.5~2mm，精加工（表面粗糙度为 Ra1.6~0.8μm）时，切削深度取为 0.1~0.4mm。
• 半精加工和精加工的加工余量一般较小时，可 一次切除，但有时为了保证工件的加工精度和表 面质量，也可采用二次走刀。
进给量f的选择
• 切削深度选定后，接着就应尽可能选用较 大的进给量f。粗加工时，由于作用在工艺 系统上的切削力较大，进给量的选取受到 下列因素限制；机床—刀具—工件系统的 刚度，机床进给机构的强度，机床有效功 率与转矩，以及断续切削时刀片的强度。
• 切削用量 定义 ：是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称，这 三者又称切削用量三要素。 • 切削速度v： 在切削加工中，刀刃上选定点相对于工件的主运动速度。 v = πdn / 1000 ( m / min ) 式中 d --- 完成主运动的刀具或工件的最大 直径（mm） n --- 主运动的转速（r / min） • 进给量f：工件或刀具的主运动每转或每双行程时，工件和刀具在进 给运动中的相对位移量。 vf = n * f （mm / min） • 切削深度ap：等于工件已加工表面与待加工表面间的垂直距。 对于 外圆车削 ap = （dw - dm) / 2 (mm) 对于钻孔 ap = dm / 2 (mm) 式 中 dw --- 工件加工前直径(mm)； dm --- 工件加工后直径(mm)。 • 影响数控加工切削用量主要有下列 • （1） 机床（2） 刀具（3） 工（4） 切削液
三要素对刀具寿命的影响如下
三要素对刀具寿命的影响如下可以看出，线速度对刀具寿命的影响＊大，进给其次，影响＊小的是切深。
由于线速度由于受被加工材料，刀片材质，刀片角度，刀片涂层等因素影响，实际应用中差别比较大。
所以放在＊后。
先来说说受刀片形状和角度限定的进给和切深。
刀片除了材质，涂层，还有形状、角度和尺寸限定。
材质和涂层以及角度影响线速度。
形状、角度和尺寸影响切深和进给。
因为这些决定了刀片的强度。
一）先说切深。
这是主偏角90度时各种刀片的推荐＊大切深。
*注：90度主偏角时，实际＊大切深可以达到整个刃长，但是此时进给很小，几乎没有实际意义。
所以还是推荐的＊大切深有应用的价值。
由于很多时候，主偏角未必是90度，所以可以参照下图换算：此表格是非90度主偏角时根据切深换算刀具刃长。
在大切深情况下需要换算，否则实际切深超过刀片刃长会导致蹭刀甚至撞刀。
＊大切深受刀片刃长的影响，但是由于刀片有R的存在，而R 角的大小又影响刀片的强度，进而又会影响＊大切深。
另外，切深一定的情况下，R角的大小还影响排屑。
所以，建议切深不小于R角的2/3、二）进给进给也和R角有关，同时，也和角度有关。
就推荐了正前角和负前角刀片各R角的推荐＊大进给。
进给不光和R角有关，更和断屑槽有关。
举例用CNMG 120408-PM试验切削钢件，在不同的切深和进给下，铁屑形状的变化：明显，只有红框内的铁屑形状是比较理想的。
所以针对该刀片大小角度和R角以及槽型，推荐的切深和进给如下：可以看到，推荐ap0.5～5.5mm（＊小0.4mm～＊大8.6mm），f0.15～0.5mm/r（＊小0.1mm/r～＊大0.65mm/r）。
淮阴工学院机械制造基础题库部分解答题答案
1 什么是切削用量三要素?在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？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.关系：切削层公称厚度h: r K f h sin = ; 切削层公称宽度b: r p K a b sin = ; 切削层公称横截面积A ：p fa hb A ==3 刀具标注角度参考系是由哪些参考平面构成的，如何定义?基面Pr ：通过切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面切削平面Ps ：通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直与基面的平面正交平面0p ：通过主切削刃上某一指定点，同时垂直与基面和切削平面的平面6 切断车削时，进给运动怎样影响刀具工作角度?横向进给车削：当进给量f 增大，则η值增大，当瞬时直径d 减小，η值也增大。
车削至接近工件中心时，η值增长很快，工作后角由正变负，使工件最后被挤断。
纵向进给车削：进给量f 越大，工件直径dw 越小，工作角速度值的变化就越大。
一般η值不超过30°到40° 7 镗内孔时，刀具安装高低怎样影响刀具工作角度?刀尖高于工件轴线时，工作前角oe γ减小，工作后角oe α增大；刀尖时情况相反。
8 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？高的硬度；高的耐磨性；足够的强度和韧性；高的耐热性；良好的导热性和耐热冲击性能；经济性9 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？P51K 类，M 类，P 类。
具体参见p5110 什么是积屑瘤？它对切削过程有什么影响？如何控制积屑瘤的产生？P17在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等塑性材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角形的硬块，这块冷焊在前刀面上的金属是积屑瘤。
影响：增大前角；切削厚度；增大已加工表面粗糙度；影响刀具使用寿命。
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。
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◆
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
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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。
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◆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。
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。
数控加工中切削用量的确定
数控加工中切削用量的确定曹永志1 (1. 廊坊技师学院, 河北廊坊065000 ; 2.嵩2杨北华航天工业学院, 河北廊坊065000)摘要: 数控加工在当今的冷加工中应用越来越多, 其切削用量与普通机床有很大不同。
本文对数控加工中切削用量的确定做了简要的分析, 提供了一些选取原则和方法, 并对应该注意的问题进行了分析, 以供数控操作人员参考。
关键词: 数控加工; 切削用量; 切削速度; 切削深度; 进给量中图分类号: TG506 文献标识码: A 文章编号: 1673 - 7938 (2008) 05 - 0031 - 03随着数控机床在生产实际中的广泛应用,操作者要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量,编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则,这样才能保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点,提高企业的经济效益和生产水帄。
1 数控加工特点与切削用量的确定与传统加工相比,数控加工的显著特点是:自动化程度高、加工质量稳定; 适合复杂型面零件的加工;高速化、高精度、高效率;工艺复杂、一机多用;柔性化高。
“工欲善其事,必先利其器”。
刀具的切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量, 因此,数控加工中切削用量确定至关重要。
编程人员必须掌握切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特点。
2 数控加工切削用量的确定切削用量是在机床调整前必须确定的重要参数,它对切削力、功率消耗、刀具磨损、刀具耐用度、加工精度和表面质量等均有明显的影响。
因此,合理选择切削用量对提高切削效率,保证加工质量和降低加工成本具有重要的作用。
所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩) ,在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
要确定合理的切削用量,既要从理论上充分认识切削用量,又要将理论上得出的切削用量运用到实际中去,这样才能综合机床、刀具、加工材料确定最佳的切削用量。
(完整版)刀具寿命与切削三要素的关系
刀具寿命与切削三要素的关系
三个主要的加工参数：速度、进给和切削深度，都对刀具寿命有影响。
切削深度影响最小，进给率影响较切削深度大些。
切削速度对刀片的刀具寿命影响最大。
为获得最佳刀具寿命：最大化a p –以减少走刀次数；最大化f n –以缩短切削时间；降低v c –以获得最佳刀具寿命。
切削深度的影响
过小
•切屑失控
•振动
•过热
•不经济
过深
•高功率消耗
•刀片破裂
•切削力增大。
进给率的影响
极低
•狭长切屑
•后刀面磨损过快
•积屑瘤
•不经济
极高
•切屑失控
•表面质量差
•月牙洼磨损/塑性变形
•高功率消耗
•切屑熔结
•切屑冲击
切削速度的影响
过低
•积屑瘤
•切削刃变钝
•不经济
•表面质量差
过高
•后刀面磨损过快
•表面质量差
•快速月牙洼磨损
•塑性变形。
切削三要素及选择原则
切削三要素及选择原则1.切削速度：切削速度是指工件或刀具在切削过程中的相对运动速度。
切削速度的选择直接关系到切削加工的效率和刀具寿命。
一般来说，切削速度越高，切削效率越高，但也会对刀具造成磨损和损坏的风险。
因此，在选择切削速度时需要综合考虑刀具材料、工件材料、刀具结构和切削液等因素，以保证切削过程的稳定性和刀具的寿命。
2.切削深度：切削深度是指切削刀具进入工件的距离。
切削深度的选择会影响到加工后的工件表面质量和加工效率。
一般来说，切削深度越大，加工效率越高，但也会对刀具产生较大的负荷和热量，对刀具寿命造成影响。
因此，在选择切削深度时需要根据刀具的刚度和强度，合理确定切削深度，以保证切削过程的稳定性和刀具的寿命。
3.进给量：进给量是指切削过程中刀具在单位时间内沿工件表面的移动量。
进给量的选择会影响到加工后工件表面的光洁度和形状精度。
一般来说，进给量越大，加工速度越快，但也会增加切削过程中的振动和噪声，并可能导致工件表面质量下降。
因此，在选择进给量时需要考虑工件材料和形状、刀具尺寸和结构等因素，以保证加工后的工件表面质量和形状精度。
1.刀具供给条件：切削三要素的选择首先要满足刀具的供给条件。
根据刀具的特性和材料，确定切削速度、切削深度和进给量的范围，以保证切削过程的稳定性和刀具的寿命。
2.工件要求：根据工件的材料和加工要求，选择适当的切削速度、切削深度和进给量。
不同的工件材料和加工要求对切削三要素的选择有不同的要求，需要根据具体情况进行综合考虑。
3.加工效率：切削三要素的选择还要考虑加工效率。
在满足刀具供给条件和工件要求的前提下，选择合适的切削速度、切削深度和进给量，以提高加工效率，降低生产成本。
4.刀具寿命：切削三要素的选择还要考虑刀具寿命。
合理选择切削速度、切削深度和进给量，避免过高或过低，以延长刀具的使用寿命，并降低更换刀具的频率和成本。
5.加工稳定性：切削三要素的选择还要保证加工过程的稳定性。
切削三要素
普通刀片 Ra/2
Wiper 刀片
Ra Wiper 刀片
Machining economics
通过提高切削速度来提高生产效率
Q = ap × fn × vc
Machining economics
P-990506
Machining economics
50/20% 20/20% 20/50%
Machining economics
Hale Waihona Puke 选择切削参数的方法一、根据刀片盒选择切削参数
二、参考样本上切削参数一栏中的切削速度推荐值 三、Cutting data module切削参数选择器
Machining economics
刀片材料和切削线速度
高速钢车刀：20-30米/分钟车削HB260普通钢材 硬质合金：70-90米/分钟车削HB260普通钢材 TiN涂层硬质合金：100-120米/分钟车削HB260 普通钢材 氧化铝涂层硬质合金：200-400米/分钟分钟车削 HB260普通钢材 金属陶瓷: 200-350米/分钟车削HB260奥氏体不 锈钢 陶瓷刀片：200-400米/分钟车削HB300灰口铸铁 CBN刀片：400-800米/分钟车削灰口铸铁和淬硬 钢及耐热合金 金刚石刀片：1000-3000米/分钟车削铝合金
Q = ap × fn × vc
12mm
4刀 3刀
2刀
Machining economics
车削功率和扭矩计算
Vc= 3.14 xD xRPM 1000
举例：车削奥氏体不锈钢外圆，工件硬度HB200, 工 件直径75mm,切深3mm,走刀量0.2mm/r, 切削速度 230m/min, 材料单位切削力为2900N/mm2,加工长度 为100mm
切削用量对加工质量、基本时间和刀具寿命的影响
金属切削过程分析分析切削用量对加工质量、基本时间和刀具寿命的影响：（1）对加工质量的影响切削用量的三要素中，被吃刀量和进给量增大，会使得切削力增大。
而切削速度增大，切削力减小。
切削力的大小直接影响加工质量，切削力增大，工件变形变大，并可能引起振动，从而降低加工质量。
切削力减小则反之。
所以，可分析切削用量对切削力的影响，间接得到切削用量对加工质量关系。
以使用硬质合金刀对σb= 0.637Gpa的结构钢车外圆为例。
切削用量为：a p= 4mm,f 0.4mm/r,v 1.7m/s。
F z=C Fz ·a p x F z·f y F z·v n F z·K Fz1433a p f0.75v−0.15改变背吃刀量、进给量和切削速度之一，变量与切削力之间有以下关系：（2）对基本时间的影响同样以使用硬质合金刀对σb=0.637Gpa的结构钢车外圆为例。
切削用量为：a p= 4mm,f 0.4mm/r,v 1.7m/s。
基本时间用下式计算：t m=Lnf i，因i=ℎa p=,n=1000vπd w，故==========================t m=πd w Lh1000vfa p假设毛坯直径d w=50mm、车刀行程长度L 50mm和毛坯的加工余量h 5mm。
k=πd w Lh= =39.251000上式可简化为======================t m=39.25vfa p改变背吃刀量、进给量和切削速度之一，有如下关系图。
随着切削用量的增加，基本时间减少。
（3）对刀具寿命和辅助时间的影响以硬质合金刀对σb= 0.637Gpa的结构钢车外圆为例。
切削用量为：a p= 4mm,f 0.4mm/r,v 1.7m/s。
用试验的方法可以求出刀具寿命与切削用量之间关系的经验公式。
T C T=（f=>=0.75mm/r）a p0.75f2.25v5改变背吃刀量、进给量和切削速度之一，有如下关系图。
切削用量三要素对刀具寿命的影响规律_概述说明
切削用量三要素对刀具寿命的影响规律概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在研究切削用量三要素对刀具寿命的影响规律。
切削用量是指在切削过程中，切削速度、进给量和切削深度这三个参数的组合使用。
这些参数的选择对于提高工件加工质量和提高刀具寿命至关重要。
因此，了解和掌握切削用量三要素对刀具寿命的影响规律对于制定有效的加工策略以及延长刀具使用寿命具有重要意义。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
引言部分主要概述了文章研究的背景、目的和重要性。
第二部分将详细探讨不同切削用量三要素（即切削速度、进给量和切削深度）对刀具寿命的影响规律。
第三部分将介绍实验方法和结果，并进行数据分析，归纳出影响因素并总结实验结果。
第四部分将从优化策略研究展望、改进材料与涂层技术方向以及经济效益评估等方面进行讨论与应用展望。
最后，第五部分将给出本文的结论。
1.3 目的本文的目的是通过实验证明切削用量三要素（切削速度、进给量和切削深度）对刀具寿命的影响规律，并探讨如何优化切削用量以延长刀具使用寿命。
通过研究，我们将能够提供有关选取适当切削用量以及改进材料与涂层技术等方面的建议，为实际生产中的加工过程提供指导，并最终达到提高加工效率和减少成本的目标。
2. 切削用量三要素对刀具寿命的影响规律切削用量是指在切削加工过程中，切削速度、进给量和切削深度这三个要素的综合应用。
这些要素之间的选取和配比会直接影响到刀具的寿命。
在本节中，我们将详细探讨切削用量三要素对刀具寿命的影响规律。
2.1 切削速度对刀具寿命的影响切削速度是指单位时间内工件相对于参考点移动的距离，一般以米每分钟（m/min）为单位。
在加工过程中，提高切削速度可以增加生产效率，但也会对刀具寿命造成影响。
当切削速度较低时，由于热传导不够充分，热量难以迅速散发，容易使得工件材料附着在刀具上形成焚烧或气化现象，并引起颗粒脱落而产生磨损。
而当切削速度过高时，则会导致划伤或冷焚现象，尤其对硬质材料更为严重。
切削3要素
切削3要素
线性切削速度Vc,切深ap和走刀量f是切削三要素。
Vc: m/min 米/分钟
ap: mm 毫米
fr(fn): mm/r 毫米/转
切削参数计算：
刀具寿命：影响刀片寿命的原因有切削热，摩擦和切削抗力，这三者随着切削速度的增加而加
剧最为强烈。
切削速度增加20%刀片磨损增加50%；
走刀量增加20%刀片磨损增加20%；
切深增加50%刀片磨损增加20%。
刀片前刀面轮廓:
不同的前角 - 5°, 11° , 15°
铣削刀具主偏角ISO
作用:
向主轴方向施加力不同
切屑厚度
切削深度
切削直径
顺铣和逆铣
顺铣的优点
铣削摩擦热少/刀片挤压变形小/刀片寿命长
逆铣的优点
刀体受铣削力冲击小/有利于减少工作台丝杠间隙窜动。
刀具磨损、刀具寿命以及切削用量的选择
三、刀具寿命 1．刀具寿命的定义
刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨 钝标准为止所经历的总切削时间，称为刀具寿 命，用 T 表示。
一把新刀往往要经过多次重磨，才会报废， 刀具寿命指的是两次刃磨之间所经历的切削时 间。
刀具寿命乘以刃磨次数，得到的就是刀具总 寿命。
2．刀具寿命的经验公式
切削速度与刀具寿命的关系
当T给定时，为保证最高生产率，应优先考虑 选取最大可能的ap,其次选尽可能大的f,最后根据 刀具寿命的限制确定V。实际上，ap和f的选择要 受到切削力、保证表面质量等条件的限制，并不 能任意提高，而应从工艺手册中查出。
3．切削用量三要素的选用
1)确定被吃刀量 ap
背吃刀量根据加工余量确定。粗加工时，只要机 床功率许可，粗加工余量尽可能在一次走刀中全部 切除。下面几种情况，可几次走刀分切：
在切削加工中，刀具有时没有经过正常磨损 阶段，而在很短时间内突然损坏，这种情况称 为刀具破损。
破损也是刀具损坏的主要形式之一，破损可认 为是一种非正常的磨损，因为破损和磨损都是在 切削力和切削热的作用下发生的。
磨损是逐渐发展的过程，而破损是突发的。破 损的突然性很容易在生产过程中造成较大的危害 和经济损失。
确定刀具寿命的原则
➢ 最大生产率刀具寿命 ➢ 最小成本刀具寿命
一般情况下，应采用最小成本刀具寿命。在生产任务紧迫或生 产中出现节拍不平衡时，可选用最高生产率刀具寿命。
制订刀具寿命时，还应具体考虑以下几点：
1）刀具构造复杂、制造和磨刀费用高时，刀具寿命应规定得高 些;
2）多刀车床上的车刀，组合机床上的钻头、丝锥和铣刀，自动 机及自动线上的刀具，因为调整复杂，刀具寿命应规定得高些;
（2）进给量f 根据图提供的加工表面粗糙度Ra=3.2μm
切削三要素的关系
切削速度不是机床主轴转速。
它们之间的关系是：
切削速度V=(3.14*刀具直径D*机床转速n)/1000,单位是米/分钟。
切削速度v是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动（车床是主轴转速）瞬时线速度（注意是线速度）
切削速度是指刀具切削刃上一点相对于工件的移动速度，切削刃上一点移动越快，切削速度越快。
进给速度是指工件在单位时间里相对于刀具切削刃的移动距离，相当于单位时间里刀具需要移动的距离，
它们的关系是：进给速度Vf=机床转速n*刀具齿数Z*每齿切削深度fz,单位是毫米/分钟。
这两个参数的合理搭配对刀具的使用寿命和切削效果至管重要切削深度也叫背吃刀量。
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刀具寿命与切削三要素的关系
三个主要的加工参数：速度、进给和切削深度，都对刀具寿命有影响。
切削深度影响最小，进给率影响较切削深度大些。
切削速度对刀片的刀具寿命影响最大。
为获得最佳刀具寿命：最大化a p –以减少走刀次数；最大化f n –以缩短切削时间；降低v c –以获得最佳刀具寿命。
切削深度的影响
过小
•切屑失控
•振动
•过热
•不经济
过深
•高功率消耗
•刀片破裂
•切削力增大。
进给率的影响
极低
•狭长切屑
•后刀面磨损过快
•积屑瘤
•不经济
极高
•切屑失控
•表面质量差
•月牙洼磨损/塑性变形
•高功率消耗
•切屑熔结
•切屑冲击
切削速度的影响
过低
•积屑瘤
•切削刃变钝
•不经济
•表面质量差
过高
•后刀面磨损过快
•表面质量差
•快速月牙洼磨损
•塑性变形。