切削用量三要素计算公式

切削⼒计算的经验公式切削⼒计算的经验公式切削⼒计算的经验公式2011-12-0521:31通过试验的⽅法，测出各种影响因素变化时的切削⼒数据，加以处理得到的反映各因素与切削⼒关系的表达式，称为切削⼒计算的经验公式。

在实际中使⽤切削⼒的经验公式有两种:⼀是指数公式，⼆是单位切削⼒。

1.指数公式主切削⼒(2-4)背向⼒(2-5)进给⼒(2-6)式中Fc--主切削⼒(N);Fp--背向⼒(N);Ff--进给⼒(N);Cfc、Cfp、Cff--系数，可查表2-1;xfc、yfc、nfc、xfp、yfp、nfp、xff、yff、nff--指数，可查表2-1。

KFc、KFp、KFf--修正系数，可查表2-5，表2-6。

2.单位切削⼒单位切削⼒是指单位切削⾯积上的主切削⼒，⽤kc表⽰，见表2-2。

kc=Fc/Ad=Fc/(apf)=Fc/(bdhd)(2-7)式中AD---切削⾯积(mm2);ap---背吃⼑量(mm);f----进给量(mm/r);hd--切削厚度(mm);bd--切削宽度(mm)。

已知单位切削⼒kc,求主切削⼒FcFc=kcapf=kchdbd(2-8)式2-8中的kc是指f=0.3mm/r时的单位切削⼒，当实际进给量f⼤于或⼩于0.3mm/r时，需乘以修正系数Kfkc，见表2-3。

表2-3进给量?对单位切削⼒或单位切削功率的修正系数Kfkc，Kfpsf/(mm/r)0.10.150.20.250.30.350.40.450.50.6Kfkc，Kfps1.181.111.061.0310.970.960.940.9250.9切削⼒的来源、切削分⼒⾦属切削时，切削层及其加⼯表⾯上产⽣弹性和塑性变形;同时⼯件与⼑具之间的相对运动存在着摩擦⼒。

如图2-15所⽰，作⽤在⼑具上的⼒有两部分组成:1.作⽤在前、后⼑⾯上的变形抗⼒Fnγ和Fnα;2.作⽤在前、后⼑⾯上的摩擦⼒Ffγ和Ffα。

这些⼒的合⼒F称为切削合⼒，也称为总切削⼒。

切削用量三要素计算公式
切削用量三要素计算公式是针对切削加工过程中的切削速度、进给速度和切削深度的综合计算公式。

其公式如下：
切削用量 = 切削速度× 进给速度× 切削深度
其中，切削速度是指每分钟刀具与工件接触点的实际切削速度，单位为米/分钟；进给速度是指每分钟工件相对于刀具的前进速度，单位为毫米/分钟；切削深度是指一次切削中切削刃进入工件的距离，单位为毫米。

通过计算切削用量，可以帮助确定切削加工过程中工具和工件之间的力和能量转化，为实现理想的加工效果提供依据。

2.5.1 如何表示切屑变形程度？两种表示方法的区别与联系？答：1.相对滑移ε（剪切角越小，剪切变形量越大）Λ（变形系数越大，剪切角越小）2. 变形系数hΛ与相对滑移ε的关系：变形系数h当0γ= 0～30°，hΛ≥1.5时，hΛ的数值与ε相近。

当0γ＜0°或hΛ＜1.5时，不能用hΛ表示切屑的变形程度。

2.5.2 影响切削变形有哪些因素？各因素如何影响切削变形？答：前角、工件材料、切削速度、进给量、v c在低速围提高，积屑瘤高度随着增加，刀具实际前角增大，使剪切角φ增大，故变形系数Λh减小；v c在中速围提高，积屑瘤逐渐消失，刀具实际前角减小，使φ减小，Λh 增大。

高速，由于切削温度继续增高，致使摩擦系数μ下降，故变形系数Λh减小。

增大前角，使剪切角φ增大，变形系数Λh减小，切屑变形减小。

进给量f 增大，使变形系数Λh减小。

工件材料的机械性能不同，切屑变形也不同。

材料的强度、硬度提高，正压力Fn 增大，平均正应力σav增大，因此，摩擦系数μ下降，剪切角φ增大，切屑变形减小。

2.5.3 三个切削分力是如何定义的？各分力对加工有何影响？答：（1）主切削力F z 主运动切削速度方向的分力；切深抗力F y切深方向的分力；进给抗力F x进给方向的分力。

（2）1.主切削力Fz是最大的一个分力，它消耗了切削总功率的95%左右，是设计与使用刀具的主要依据，并用于验算机床、夹具主要零部件的强度和刚度以及机床电动机功率。

2.切深抗力Fy不消耗功率，但在机床—工件—夹具—刀具所组成的工艺系统刚性不足时，是造成振动的主要因素。

3.进给抗力Fx消耗了总功率5%左右，它是验算机床进给系统主要零、部件强度和刚性的依据。

2.5.4 刀具磨损过程有哪几个阶段？为何出现这种规律？答：1.初期磨损阶段（在开始切削的短时间，磨损较快。

这是由于刀具表面粗糙不平或表层组织不耐磨引起的。

）2.正常磨损阶段（随着切削时间增加，磨损量以较均匀的速度加大。

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。

车床的切削用量及单位车床是一种常用的金属加工机床，广泛应用于制造业中。

在车床上进行切削加工时，切削用量是一个重要的指标，对于保证加工质量和提高生产效率至关重要。

本文将简要介绍车床的切削用量及单位。

切削用量的定义切削用量是指单位时间内车床切削刃与工件之间的相对运动量。

该指标通常包括切削速度、进给量和切削深度三个方面的考虑。

•切削速度（Cutting Speed）：指刀具切削过工件表面的线速度。

单位通常为米/分钟（m/min）。

•进给量（Feed Rate）：指刀具在单位时间内移动的距离，也就是刀具的前进速度。

单位通常为毫米/转（mm/rev）或毫米/分钟（mm/min）。

•切削深度（Cutting Depth）：指刀具在切削过程中的下切量，即刀具在工件上相对移动的距离。

单位通常为毫米（mm）。

切削速度的计算切削速度是切削用量中的重要参数，常用于表示车床的切削能力和加工效率。

切削速度的计算公式如下：切削速度（m/min）= π × 刀具直径（m） × 主轴转速（rpm） / 1000其中，π是圆周率，主轴转速以每分钟的转速表示。

进给量的选择进给量是切削用量中的另一个重要参数，它影响着车床加工的进给速度和切削时间。

进给量的选择需要综合考虑工件材料的硬度、刀具的性能和切削过程的稳定性。

•对于硬度较高的工件，进给量应选择较小的数值，以避免刀具过快磨损或切削质量下降。

•对于刀具性能较好的情况下，可以适当增大进给量，以提高加工效率。

•进给量的选择还要考虑到切削过程的稳定性，避免过大的进给量导致不稳定或产生振动。

切削深度的控制切削深度是切削用量中的另一个重要参数，它直接影响到车床的切削性能和加工结果。

切削深度的选择需要根据工件的要求、刀具的刚度和车床的稳定性进行综合考虑。

•对于高精度要求的工件加工，通常选择较小的切削深度，以保证加工精度和表面质量。

•切削深度还应考虑到刀具的刚度，避免过大的切削深度导致刀具振动或断裂。

金属切削技能在机械加工中是一个基本的技能，也是很多机械加工人常常挂在嘴边的一个词，虽然金属切削技能很基本，但是深入了解金属切削后你会发现里面的学问还真的很多，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，即切削三要素的计算公式，希望这篇文章能对他们有所帮助。

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。

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。

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。

1.2 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？答：切削用量三要素：切削速度V c、进给量f、背吃刀量ap；切削速度V c：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。

回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：m/s或m/min式中 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/s或r/min）。

进给量f：进给速度V f是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。

进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）。

对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。

对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。

V f = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位mm。

外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算：mm对于钻孔工作ap = mm上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。

1.3刀具切削部分有哪里结构要素？试给这些要素下定义。

(1) 前刀面: 前刀面Ar是切屑流过的表面。

根据前刀面与主、副切屑刃相毗邻的情况分：与主切屑刃毗邻的称为主前刀面；与副切屑刃毗邻的称为副前刀面。

(2) 后刀面: 后刀面分为主后刀面与副后刀面。

主后刀面Aa是指与工件加工表面相面对的刀具表面。

副后刀面是与工件已加工表面相面对的刀具表面。

(3) 切屑刃：切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃和副切屑刃之分。

主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。

(4) 刀尖：刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也可以是主副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃。