合金刀具切削用量_切削用量三要素(行业文书)

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。

硬质合金分类

常用的硬质合金以WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类：

（1）钨钴类（WC+Co）硬质合金（YG）

它由WC和Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的YG类硬质合金（如YG3X、YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比YG3、YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。

（2）钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金（YT）

由于TiC的硬度和熔点均比WC高，所以和YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧

化能力强，而且在高温下会生成TiO 2,可减少粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。

(3) 钨钽钴类（WC+TaC+Co）硬质合金（YA）

在YG类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。

（4）钨钛钽钴类（WC+TiC+TaC+Co）)硬质合金(YW)

在YT类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。

什么是位置公差及其表示符号位置精度是指零件上点、线、面各要素的实际位置相对于理想位置的准确程度。位置精度是用位置公差来控制的。例如图7－22所示的圆跳动0.01mm，表示丝杠外轴φ50h5圆柱面基准线G－G作无轴向移动的回转时，在任一测量平面内的径向圆跳动不得大于0.01mm。又如图7－22所示的平行度0.0035mm表示丝杆外圆轴线在垂直方向上平行于基准轴线D的两平行平面之间距离不得大于0.007mm。国家标准GB1182-80至GB1184－80规定，位置公差有八项，其名称和符号如表7－7所示。

形状公差及其表示符号形状精度是指零件上的线、面要素的实际形状相对于理想形状的准确程度。形状精度是用形状公差来控制的。例如图7－22所示的圆度为0.0035mm表示丝杠外圆面的实际轮廓必须位于半径为公差值0.0035mm的两同心圆之间。

国家标准GB1182-80至GB1184－80规定，形状公差有六项，其符号和名称如表7－6所示

什么是尺寸公差

尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。

如图7－21所示，尺寸公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或等于上偏差与下偏差之差。

例如：

最大极限尺寸＝50－0.025＝49.975mm

最小极限尺寸＝50－0.064＝49.936mm

尺寸公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸＝49.975-49.936＝0.039mm

或尺寸公差＝上偏差－下偏差＝－0.025－（-－0.064）＝0.039mm

国标GB1800－79至GB1804－79将确定尺寸精度的标准公差等级分为20级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2、……IT18表示。从IT01到IT18相应的公差数值依次加大、精度依次降低。

切削加工所获得的尺寸精度一般与使用的设备、刀具和切削条件等密切相关。尺寸精度愈高，零件的工艺过程愈复杂，加工成本也愈高。因此在设计零件时，应在保证零件的使用性能的前提下，尽量选用较低的尺寸精度。常用加工方法所能达到的表面粗糙度值

如何高速高精度孔加工

除采用CNC切削方式对孔进行精密加工外，还可采用镗削和铰削等方式对孔进行高精度加工。随着加工中心主轴的高速化，已可采用镗削工具对孔进行高速精密加工。据报道，目前在铝合金材料上进行φ40mm左右的镗削加工时，切削速度已可提高到1500m/min以上。在用CBN烧结体作切削刃加工钢材、铸铁及高硬度钢时，也可采用这样的切削速度。预计，今后镗削加工的高速化将会迅速普及推广。

为了实现镗削加工的高速化和高精度化，必须注意刀齿振动对加工表面粗糙度和工具寿命的影响。为了防止加工精度和工具寿命下降，所选用的加工中心必须配备动平衡性能优异的主轴，所选镗削刀具也必须具有很高的动平衡特性。尤其是镗削工具的刀齿部分，应选择适用于高速切削的几何形状、刀具材料及装卡方式。切削刃端部的R应较大，以利于提高加工效率；在保证获得同等加工表面粗糙度的前提下，应加大进给量。但加大进给量应适可而止，否则将增大切削阻力，不利于提高加工效率。切削刃带应设置0.1mm以下的负倒棱，这样可有效保持刀具寿命的稳定。

至于刀具材料，则视被加工材料性质而有所不同。如加工40HRC以下的钢等材料时，可选用金属陶瓷刀具，这种刀具在v=300m/min以上的高速切削条件下，可获得良好的加工表面粗糙度与较长的刀具寿命。涂层硬质合金刀具则适用于对60HRC以下的钢材等进行高速切削，刀具寿命非常稳定，但切削速度稍低于金属陶瓷刀具。

CBN烧结体刀具适用于加工高硬度钢、铸铁等材料，切削速度可达1000m/min以上，而且刀具寿命非常稳定。CBN刀齿的刃带部分应进行适当的倒棱处理，这种处理对进行稳定的高速切削和延长刀具寿命极为有利。在对铝合金等有色金属及非金属材料进行超高速切削时，可选用金刚石烧结体刀具，这种刀具切削稳定，刀具寿命也很长。应注意的是，使用金刚石刀具时，刀齿刃带必须进行倒棱处理，这是保证切削稳定的重要条件。

在铰削加工方面，目前尚未见到高速、高精度的新型刀具问世，该领域的研究开发工作似乎处于停滞不前的状态。高速铰刀迄今仍被某些特定的用户用来进行高速高精度孔加工。这种铰刀带有负前角，刚性高，断屑效果好，在