浅议普通车床的切削三要素的选择与计算方法
浅议普通车床的切削三要素的选择与计算方法
【摘要】介绍了切削用量三要素的基本概念、选择方法，在此基础上，分析了三要素对普通车床工件加工的影响，并通过举例方法，列出了三要素的计算选择方法。
【关键词】切削用量；影响；选择；计算
一、切削三要素
切削三要素（又叫切削用量）是衡量车削运动大小的参数。它包括切削深度、进给量、切削速度。
（1）切削深度ap（背吃刀量）。
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）
切断、车槽时的切削深度为车刀主切削刃的宽度。
（2）进给量f。
工件每转一转时，车刀在进给运动方向上移动的距离叫进给量，用（f）表示，单位是mm/r（也叫每转进给量）。进给量还可表示进给运动时的速度，进给速度（fv）就是在单位时间内刀具在进给方向上移动的距离，单位mm/s。
fv=n×f
其中：n —主运动的转速，（mm/s）；f —每转进给量，（mm/r）
（3）切削速度V。
主运动的线速度叫切削速度，单位为m/min。车削外圆时的切削速度计算公式为：V=π·d·n/1000；其中：d—工件待加工表面的直径，（mm）；n—工件的转速，（r/min）；V—切削速度，（m/min）。
二、切削用量选择原则
切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有
切削用量三要素—7
课题切削用量三要素 教学目标1、了解切削用量三要素。 2、掌握切削用量计算公式。 教材分析重点削用量三要素、切削用量计算公式、切削用量的初步选择难点切削速度及其计算公式 教学方法讲授法教学用具 教学过程 切削用量是指背吃刀量p a qqqqc(或切削深度)、进给量f （或进给速度v f ）、切削速度c v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。 一、背吃刀量（p a ）(或切削深度) 背吃刀量是指切削时已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，用符号ap 表示，单位为mm。 思考题：现有Φ30的毛坯，一次走刀加工成Φ26，试问背吃刀量是多少？ p a =(30-26)/2=2mm 背吃刀量的选择： 余量不大，一次走刀切除多余的材料，只留下精加工余量。 1、粗加工 余量太大，可分多次切削，但第一次的背吃刀量尽可能大。 2、精加工粗加工后留下的余量，精加工时应一次进给切削完成。 2 m w p d d a - = w d：待加工表面直径mm m d：已加工表面直径mm
c v 教 学 过 程 二、进给量（f ）（或进给速度 v f ） 进给量是指刀具在进给方向上相对工件的位移量，即工件每转一圈,车刀沿进给方向移动的距离，用符号 f 表示，单位为 mm/r ，如图所示。 进给量的选择： 1、为了缩短加工时间，提高效率： 粗加工时应选用较大的进给量。 2、为了保证表面质量及加工精度： 精加工时应选用较小的进给量。 三、切削速度（c v ） 切削速度是指切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度，用符号c v 表示，单位为m/min 。当主运动是旋转运动时，切削速度是指圆周运动的线速度，即: ——切削速度，m/min n ——主轴转速，r/min d ——工件待加工表面直径，mm π ——圆周率， 3.14 例1：车削直径为50mm 的工件，若选主轴转速为600r/min ，求切削速度的大小？ 解：由公式得： 练习： 车削直径为300mm 的铸铁带轮外圆，若切削速度为60m/min ，求车床主轴转速？ 解：由公式 得： d v n c π1000=min /2.94min /1000 5014.36001000m m d n V c =??==πmin /69.63min /300 14.36010001000r r d v n c =??==π
数控车床切削三要素对表面粗糙度的影响说课稿
课题：切削三要素对表面粗糙度的影响 （说课稿） 教学内容：科学出版社《数控加工工艺基础》第二章第三节切削要素 适用年级：数控专业二年级年级（下期） 课型：新授课 计划用时：90分钟 总体设计思路：本次课将采用实验验证法，通过让学生在做中探索、分析、解决实际问题。从而达到培养学生的分析问题，解决问题的能力，另一方面还能培养学生的安全意识，全程分理论和实作验证两部分进行。 设计理念：以突出对学生学习方法和衍生实践技能的培养，体现“做中学、做中教” 的职业教育特点，让学生养成动手动脑的习惯。 一、专业分析 数控加工业是一个国家的基础行业，近些年来，世界制造加工业中心逐渐向中国转移，这使得我国的数控加工产业获得了飞速的发展，至此人才的需求急剧增加。 数控加工过程就是获得零件的形状，尺寸和表面质量，而这些东西就需要合理选择切削三要素来保证，其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本对于一个企业来讲至关重要，所以说学生掌握了切削三要素的合理选择就掌握了在今后工作当中的主动性。， 二、教材分析： 本课程是数控加工专业的核心课程之一，是一门综合性很强的课程，主要培养学生数控加工的能力，重视实践能力培养，突出职业技术教育特色，根据数控类专业毕业生从事职业的实际需求，合理确定学生应具备的能力结构与知识结构，加强实践性教育内容，以满足企业对技能型人才的需求。从而为毕业后从事数控专业工作做好知识与能力的准备。 本节内容在教材中理论性太强，过于抽象学生不容易理解和掌握，因此在设计本节课时，我做了如下处理:基本理论讲解后让学生在实践验证中去理解合理选择三要素对工件粗糙度的影响。 【知识与能力目标】 知识目标： 1、让学生正确理解切削三要素的概念及合理选用的原则。 2、让学生掌握切削用量计算公式 能力目标： 让学生能根据本节课所学内容，在实践加工过程中合理的选择三要素。 【情感、态度、价值观目标】 培养学生具有良好的社会责任感与团队合作精神；具有良好的职业道德与操守。 三、学情分析： 心理特征分析：本次课授课对象为二年级数控3班学生，该班学生思维较活跃，学习氛围较浓，但中专班的学生普遍存在对学习理论兴趣不大，学习中遇到困难不愿意动脑去思考
刀具的切削三要素与加工效率
刀具的切削三要素与加工效率 众说周知，提高加工效率时，提高切削三要素（切削线速度，吃刀深度，进给量）是最简单、最直接的方法。但刀具切削三要素的提高，一般会受到现有机床设别条件的限制。所以最廉价的办法就是选好刀具材质。 在切削三要素的确定法则：依次确定吃刀深度，进给量以及切削线速度。吃刀深度一般根据加工余量确定，粗加工进给量根据机床功率确定，精加工进给量根据表面粗糙度确定；切削线速度根据刀具材质和机床主轴转速确定。 从提高加工效率的角度来考虑，增加切深恐怕是非常值得考虑的一个方法。其重要原因之一，是实验表明，切削深度一旦等于进给的10倍，再增加切深对刀具耐用度的影响将极小。而如果是提高切削速度，改变切削速度会使刀具耐用度以近两倍的速度变化；如果改变进给，也可使刀具耐用度有大致相等的改变。因此，在我们大批量生产模式的毛坯还不能实现所谓“净尺寸化”的时候，提高切深是既能实现高效率的生产节拍，又不致使刀具费用大幅度上升的一个两全其美的选择。 立方氮化硼刀具的切削参数误区，大家一致认为立方氮化硼刀具只局限于高速切削，只能精加工。立方氮化硼刀具应用于粗加工领域的案例如下： 1，加工灰铸铁 BN-S20牌号立方氮化硼刀具在粗加工灰铸铁时遇到夹砂，白口不崩刃！吃刀深度为2-3.5mm（根据实际加工余量），寿命是日本某品牌硬质合金刀具的15倍，效率提高1倍！
3，高锰钢，高铬铸铁，冷硬铸铁等难加工铸件。 铸件表面夹砂、气孔较多，原来 用硬质合金刀具加工，容易崩刃造成 刀具损耗严重加工成本高且效率低 下。 用BN-S20牌号整体式CBN刀具 加工，参数如下： 吃到深ap=2-3.5mm；走刀量 Fr=0.25mm/r；线速度v=85m/min 。 刀具耐用度:3小时/刃口。 随着立方氮化硼刀具方面的研究进展和加工中的实际需要，从原来的高速精加工，发展到可断续，可粗加工半精加工，亦可在普通机床中应用；使用成本也更经济实惠。
刀具角度及切削三要素习题
切削原理、刀具角度练习题 一、是非题 1、计算车外圆的切削速度时，应按照已加工表面的直径数值进行计算。（） 2、铣床的主运动是间歇运动而刨床的主运动是连续运动。（） 3、刀具前角的大小，可以是正值，也可以是负值，而后角不能是负值。（） 4、刀具的主偏角具有影响切削力、刀尖强度、刀具散热及主切削刃平均负荷的作用。（） 5、车槽时的切削深度（背吃刀量）等于所切槽的宽度。（） 6、金属的切削过程也是形成切屑和已加工表面的过程。（） 7、精加工相对于粗加工而言，刀具应选择较大的前角和较小的后角。（） 8、积屑瘤对切削加工总是有害的，应尽量避免。（） 9、刃倾角的作用是控制切屑的流动方向并影响刀头的强度，所以粗加工应选负值。（） 10、切削加工中，常见机床的主运动一般只有一个。（） 11、工艺系统刚性较差时（如车削细长轴），刀具应选用较大的主偏角。（） 二、选择题 1、扩孔钻扩孔时的背吃刀量（切削深度）等于（） A扩孔前孔的直径 B扩孔钻直径的1/2 C扩孔钻直径 D扩孔钻直径与扩孔前孔径之差的1/2 2、在切削平面内测量的角度有（） A前角和后角 B主偏角和副偏角 C刃倾角 D工作角度 3、切削用量中对切削热影响最大的是（） A切削速度 B进给量 C切削深度 D三者都一样 4、影响切削层公称厚度的主要因素是（） A切削速度和进给量 B切削深度和进给量 C进给量和主偏角 D进给量和刃倾角 5、通过切削刃选定点的基面是（） A垂直于主运动速度方向的平面 B与切削速度平行的平面 C与加工表面相切的平面 D工件在加工位置向下的投影面 6、刀具磨钝的标准是规定控制（） A刀尖磨损量 B后刀面磨损高度 C前刀面月牙凹的深度 D后刀面磨损宽度 7、金属切削过程中的剪切滑移区是（） A第Ⅰ变形区 B第Ⅱ变形区 C第Ⅲ变形区 D第Ⅳ变形区 8、确定刀具标注角度的参考系选用的三个主要基准平面是（） A切削表面、已加工表面和待加工表面 B前刀面、后刀面和副后刀面 B基面、切削平面和正交平面 D水平面、切向面和轴向面 9、刀具上能减小工件已加工表面粗糙度值的几何要素是（） A增大前角 B增大刃倾角 C减小后角 D减小副偏角 10、当刀具产生了积屑瘤时，会使刀具的（） A前角减小 B前角增大 C后角减小 D后角增大 11、有色金属外圆精加工适合采用（） A磨削 B车削 C铣削 D镗削 12、车刀刀尖高于工件旋转中心时，刀具的工作角度（） A前角增大，后角减小 B前角减小、后角增大
数控车切削加工三要素
数控车切削加工三要素 不少数控车床的操作者，对车床的切削原理知道得很少，常常不知道如何正确选择主轴转速S、进刀量F，以及进刀的深度，大牛数控，在数控行业一直不断地在探索，希望这篇文章能对大家有所帮助。 主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则： 一、切削速度（线速度、园周速度）V(米/分) 要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。 V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。 刀具材料： 硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。 高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。 陶瓷分几个大类,每个大类又分为若干小类,再按成分组
分比例、添加物、金相结构、表面处理等，可分出无数具体牌号，加工对象又千变万化，很难在一个较小的范围给到楼主：大致的线速度可以认为在200～1200m/min的范围之内。 工件材料： 硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V 应取低一些。 加工条件： 粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。 如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S： S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径） 如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分） 二、进刀量（走刀量）F 主要取决于工件加工表面粗糙度要求。精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。 粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太
数控车床切削加工三要素
数控车床切削加工三要素. 主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则： (一) 切削速度（线速度、园周速度）V(米/分) 要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。 V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。 刀具材料： 硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。 高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。 工件材料： 硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V应取低一些。 加工条件： 粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。 机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。 如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S：S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径） 如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分） （二）进刀量（走刀量）F 主要取决于工件加工表面粗糙度要求。精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。 粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。 另外还应考虑机床的功率，工件与刀具的刚性。 数控程序使用二种单位的进刀量：mm/分、mm/主轴每转，上面用的单位都是mm/主轴每转，如使用mm/分，可用公式转换： 每分钟进刀量=每转进刀量*主轴每分钟转数 （三）吃刀深度（切削深度） 精加工时，一般可取0.5（半径值）以下。
数控车床切削加工三要素
数控车床切削加工三要素 (2008-10-15 14:04:46) 转载 分类：CNC数控车床技术 标签： 杂谈 不少数控车床的操作者，对车床的切削原理知道得很少，常常不知道如何正确选择主轴转速S、进刀量F，以及进刀的深度，希望这篇文章能对他们有所帮助。 主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则： (一) 切削速度（线速度、园周速度）V(米/分) 要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。 V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。 刀具材料： 硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。 高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。 工件材料： 硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V应取低一些。 加工条件：
粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。 机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。 如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S： S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径） 如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分） （二）进刀量（走刀量）F 主要取决于工件加工表面粗糙度要求。精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。 粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。 另外还应考虑机床的功率，工件与刀具的刚性。 数控程序使用二种单位的进刀量：mm/分、mm/主轴每转，上面用的单位都是mm/主轴每转，如使用mm/分，可用公式转换： 每分钟进刀量=每转进刀量*主轴每分钟转数 （三）吃刀深度（切削深度） 精加工时，一般可取0.5（半径值）以下。 粗加工时，根据工件、刀具、机床情况决定，一般小型车床（最大加工直径在400mm以下）车削正火状态下的45号钢，半径方向切刀深度一般不超过5mm。 另外还要注意，如果车床的主轴变速采用的是普通变频调速，那么当主轴每分钟转速很低时（低于100~200转/分），电机输出功率将显著降低，此时吃刀深度及进刀量只能取得很小。
数控车切削加工三要素
不少数控车床的操作者，对车床的切削原理知道得很少，常常不知道如何正确选择主轴转速S、进刀量F，以及进刀的深度，希望这篇文章能对他们有所帮助。 主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则： (一) 切削速度（线速度、园周速度）V(米/分) 要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。 V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。 刀具材料： 硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。 高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。 陶瓷分几个大类,每个大类又分为若干小类,再按成分组分比例、添加物、金相结构、表面处理等，可分出无数具体牌号，加工对象又千变万化，很难在一个较小的范围给到楼主：大致的线速度可以认为在200～1200m/min的范围之内。 工件材料： 硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V应取低一些。 加工条件： 粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。 机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。 如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S：S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径）
如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分） （二）进刀量（走刀量）F 主要取决于工件加工表面粗糙度要求。精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。 粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。 另外还应考虑机床的功率，工件与刀具的刚性。 数控程序使用二种单位的进刀量：mm/分、mm/主轴每转，上面用的单位都是mm/主轴每转，如使用mm/分，可用公式转换： 每分钟进刀量=每转进刀量*主轴每分钟转数 （三）吃刀深度（切削深度） 精加工时，一般可取0.5（半径值）以下。 粗加工时，根据工件、刀具、机床情况决定，一般小型车床（最大加工直径在400mm以下）车削正火状态下的45号钢，半径方向切刀深度一般不超过5mm。 另外还要注意，如果车床的主轴变速采用的是普通变频调速，那么当主轴每分钟转速很低时（低于100~200转/分），电机输出功率将显著降低，此时吃刀深度及进刀量只能取得很小。
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 ）。 令狐采学 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
切削三要素对切削力的影响有何不同
切削三要素对切削力的影响有何不同 金属切削的原理研究金属切削加工过程中刀具与工件之间相互作用和各自的变化规律的一门学科。在设计机床和刀具、制订机器零件的切削工艺及其定额、合理地使用刀具和机床以及控制切削过程时，都要利用金属切削原理的研究成果，使机器零件的加工达到经济、优质和高效率的目的。 《金属切削原理与刀具》主要有以下内容: 一 刀具材料与切削加工基本知识1 课题一 刀具材料的选用1 课题二 切削运动和切削用量6 课题三 刀具的组成及其主要角度10 课题四 常用车刀的绘制及刃磨15 课题五 车刀的工作角度18 二 金属切削加工中的主要现象及规律23 课题一 切削中的变形23 课题二 切屑的种类及断屑26 课题三 积屑瘤30 课题四 加工硬化34 课题五 切削力与切削热37 课题六 刀具磨损与刀具耐用度41 三 金属切削加工质量及刀具几何参数的选择46 课题一 工件材料的切削加工性46 课题二 已加工表面质量50 课题三 刀具几何参数的合理选择54 四 车刀59 课题一 机械夹固式车刀及其使用60 课题二 径向成形车刀67 五 孔加工刀具73 课题一 标准麻花钻74 课题二 标准麻花钻的修磨与群钻77 课题三 深孔加工刀具与铰刀80 六 铣刀86 课题一 铣刀的种类和用途86 课题二 铣刀的几何参数和铣削用量90 七 螺纹刀具与砂轮96 课题一 螺纹刀具96 课题二 砂轮的合理选择101 八 数控机床用刀具107 课题一 数控车床用刀具107 课题二 数控铣床用刀具111 课题三 数控加工中心用刀具115 机械制造基础┇金属切削加工原理
金属切削加工是用刀具从工件上切除多余材料，从而获得形状、尺寸精度及表面质量等合乎要求的零件的加工过程。实现这一切削过程必须具备三个条件：工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动；刀具材料必须具备一定的切削性能；刀具必须具有适当的几何参数，即切削角度等。金属的切削加工过程是通过机床或手持工具来进行切削加工的，其主要方法有车、铣、刨、磨、钻、镗、齿轮加工、划线、锯、锉、刮、研、铰孔、攻螺纹、套螺纹等。其形式虽然多种多样，但它们有很多方面都有着共同的现象和规律，这些现象和规律是学习各种切削加工方法的共同基础。 1.1.1 切削运动及切削用量 1.零件表面的形成 各种切削加工的目的都是为了得到合乎要求的零件表面。因此，零件表面的形成问题是切削加工的基础问题。常见的零件表面有以下几种： (1)圆柱面是以直线为母线，以和它相垂直的平面上的圆为轨迹，作旋转运动所形成的表面。 (2)圆锥面是以直线为母线，以圆为轨迹，且母线与轨迹平面相交成一定角度作旋转运动所形成的表面。 (3)平面是以直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动所形成的表面，如图5.1(c)所示。 (4)成形面是以曲线为母线，以圆为轨迹作旋转运动或以直线为轨迹作平移运动所形成的表面,此外，其它较为复杂的表面可以用上述各表面组合而成。 2.切削运动 在金属切削加工中，为了切除多余的金属，刀具和工件间必须有相对运动——切削运动。 外圆车削加工中常见的加工方法，如图5.2所示：工件旋转，车刀作连续纵向直线进给运动，于是形成工件的外圆柱表面。在其它切削加工方法中，刀具和工件也同样必须完成一定的切削运动。通常，切削运动包括主运动和进给运动。 (1)主运动主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，使刀具接近工件，产生切削。通常主运动的速度最高，消耗的功率最大。主运动可以由工件完成，也可以由刀具完成，它是刀具与工件之间主要的相对运动。如图5.2所示，工件的回转运动是主运动。 (2)进给运动进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具和工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可连续地或间断地切除多余材料，获得已加工表面。进给运动的速度较低，消耗的功率较小。进给运动可以是步进的，也可以是连续进行的。车削时车刀的纵向移动和横向移动是进给运动。 在这两个运动的合成作用下，工件表面的一层金属不断地被刀具切下来并转变为切屑，从而加工出所需要的工件新表面。在新表面的形成过程中，工件上有三个依次变化着的表面，即待加工表面、过渡表面和已加工表面。 3.切削用量
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。 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。
切削参数的选择(精)
切削参数选择原则: 切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数,而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。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。 一制订切削用量时考虑的因素 切削加工生产率 在切削加工中,金属切除率与切削用量三要素 ap 、 f 、 v 均保持线性关系, 即其中任一参数增大一倍, 都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约, 当任一参数增大时,其它二参数必须减小。因此,在制订切削用量时,三要素获得最佳组合,此时的高生产率才是合理的。 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; 然后再选用大的进给量;最后求出切削速度。 加工表面粗糙度 精加工时,增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此,它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。 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。选择刀具寿命时可考虑如下几点: 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。 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,一般取 15-30min 。 对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具, 刀具寿命应选得高些,尤应保证刀具可靠性。 车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时,该工序的刀具寿命要选得低些;当某工序单位时间内所分担到的全厂开支 M 较大时,刀具寿命也应选得低些。 大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,避免切削时中途换刀,刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。 三切削用量制定的步骤 背吃刀量的选择 进给量的选择 切削速度的确定 校验机床功率 四提高切削用量的途径 采用切削性能更好的新型刀具材料; 在保证工件机械性能的前提下,改善工件材料加工性;
切削参数的选择
切削参数选择原则： 切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。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。 一制订切削用量时考虑的因素 切削加工生产率 在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约， 当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。 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；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。 加工表面粗糙度 精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。 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。选择刀具寿命时可考虑如下几点：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。 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，一般取15-30min。 对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。 车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些；当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。 大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。 三切削用量制定的步骤 背吃刀量的选择 进给量的选择 切削速度的确定 校验机床功率 四提高切削用量的途径 采用切削性能更好的新型刀具材料； 在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性； 改善冷却润滑条件； 改进刀具结构，提高刀具制造质量。 其中：ap背吃刀量，f进给量，Vc切削速度 Vc=πdn/1000(单位为m/min); d——工件或刀具上某一点的回转直径(mm) n——工件或刀具的转速(r/min) 由于切削刃上各点相对于工件的旋转半径不同，因而刀刃上各点的切削速度也不同，在计算时应取最大的切削速度。 外圆车削时计算待加工表面上的速度，内孔车削时计算已加工表面上的速度，钻削时计算钻头外径处的速度。 t1=(L÷nf)×(A÷ap)=L×A×π×d/(1000×v×f×ap) t1：切削工时 L：每次进给的行程长度(mm)
切削三要素对表面粗糙度的影响(说课稿)
课题：切削三要素对表面粗糙度的影响（说课稿） 教学内容：科学出版社《机械制造工艺基础》第四章第一节切削要素 适用年级：机械专业高二年级（下期） 课型：新授课 计划用时：90分钟 总体设计思路：本次课将采用实验验证法，通过让学生在做中探索、分析、解决实际问题。从而达到培养学生的分析问题，解决问题的能力，另一方面还能培养学生的安全意识，全程分理论和实作验证两部分进行。 设计理念：以突出对学生学习方法和衍生实践技能的培养，体现“做中学、做中教” 的职业教育特点，让学生养成动手动脑的习惯。 一、专业分析 机械加工业是一个国家的基础行业，近些年来，世界制造加工业中心逐渐向中国转移，这使得我国的机械加工产业获得了飞速的发展，至此人才的需求急剧增加。 机械加工过程就是获得零件的形状，尺寸和表面质量，而这些东西就需要合理选择切削三要素来保证，其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本对于一个企业来讲至关重要，所以说学生掌握了切削三要素的合理选择就掌握了在今后工作当中的主动性。， 二、教材分析： 本课程是机械加工专业的核心课程之一，是一门综合性很强的课程，主要培养学生机械加工的能力，重视实践能力培养，突出职业技术教育特色，根据机械类专业毕业生从事职业的实际需求，合理确定学生应具备的能力结构与知识结构，加强实践性教育内容，以满足企业对技能型人才的需求。从而为毕业后从事机械专业工作做好知识与能力的准备。 本节内容在教材中理论性太强，过于抽象学生不容易理解和掌握，因此在设计本节课时，我做了如下处理:基本理论讲解后让学生在实践验证中去理解合理选择三要素对工件粗糙度的影响。 【知识与能力目标】 知识目标： 1、让学生正确理解切削三要素的概念及合理选用的原则。 2、让学生掌握切削用量计算公式 能力目标： 让学生能根据本节课所学内容，在实践加工过程中合理的选择三要素。 【情感、态度、价值观目标】 培养学生具有良好的社会责任感与团队合作精神；具有良好的职业道德与操守。 三、学情分析： 心理特征分析：本次课授课对象为高二机械3班学生，该班学生思维较活跃，学习氛围较浓，但中专班的学生普遍存在对学习理论兴趣不大，学习中遇到困难不愿意动脑去思考去解决。教学中如何充分营造学习氛围、激发学生的求知欲望，将是教学组织的关键。 知识能力分析：高二年级的学生具备一定的专业基础能力，也具有一定的质疑和探索的能力，在实践操作方面有较高的积极性和主动性，在上学期已学习《钳工》、《车工工艺》《机械基础》，虽然学生对本教材具有一定的专业基础和操作加工能力，但学生的综合应用的能力尚未形成。 针对学生的这些情况分析，我将采用小组学习法、演示法、实践验证法等多元化的教学方法来营造浓厚的学习氛围，提高课堂效率。 四、教学重点、难点 教学重点：1、切削三要素的含义及其计算公式