学会切削用量选用一般方法

16
课堂实训——选择切削用量
机械制造基础
3）确定切削速度 vc 根据已知条件和已确定的 ap 和 f 值，由P139-140页表得切削速度 vc 130～160 m/min。由于该轴为
细长轴，应选取较小的切削速度，因此切削速度 vc 130 m/min。计算机床转速为
n 1 000vc 1 000 130 1 035 r/min πd 3.14 40
70～80
背吃刀量 ap/(mm)
2～6 进给量 f /(mm/r)
0.3～0.6
切削速度 vc /(m/min)
100～120 90～110 70～90 70～90 50～70 60～80 60～70
6～10
0.6～1
70～90 60～80 50～70 50～70 40～60 50～70 50～60
0.4～0.7 0.6～0.9
0.4～0.6
跳到 P144
5
二、进给量的选择
机械制造基础
续表
铸铁及 铜合金
16×25
20×30 25×25
40
0.4～0.5
60
0.6～0.8
0.5～0.8
0.4～0.6
100
0.8～1.2
0.7～1
0.6～0.8
0.5～0.7
400
1～1.4
1～1.2
0.8～1
0.6～0.8
寸为 46 mm×350 mm，加工尺寸为 39 mm×300 mm。在普通卧式车床CA6140上加工，使用焊接式硬
质合金YT15车刀，刀杆截面尺寸为16 mm×25 mm，刀具几何参数为
o 15，o 8，r 75， s 0，rε 1 mm，br1 0，

在选择合理切削用量时，必须考虑加工性质。 由于粗加工和精加工要完成的加工任务和追求的目 标不同，因而切削用量选择的基本原则也完全不同。
7.7.1
粗加工时切削用量选择的基本原则
粗加工时高生产效率是追求的基本目标。这个目 标常用单件机动时最少或单位时间切除金属体积最多 来表示。下面以外圆纵车为例加以说明（图7-1）。
3.确定切削速度vc 当刀具使用寿命T、背吃刀量ap与进给量f确定 后，即可按式（7.4）计算切削速度vc

(7.4) 式中 k vc——切削速度修正系数，与刀具材料和几 何参数、工件材料等有关。 Cv 、 xv 、yv 、m及K vc值见表7.3.加工其他工件 材料时的系数及指数可查切削用量手册。
由式（6.6）可知，在选择切削用量时：应首先 选择最大的ap，其次要在机床动力和刚度允许的前提 下，选用较大的f，最后再根据式（6.6）选择合理的 vc值。
当刀具使用寿命为一定值用高速钢车刀切钢时，切削用量之间有式（7.3） 关系
(7.3)
式（7.3）表明，为保证刀具合理使用寿命，
不参与优化。因此，切削用量的优化主要是指切削切 削速度vc与进给量f的优化组合。 以单件成本最低为目标的优化目标函数的建 立过程如下： 当ap一定时，由式（7.1）
式中 由式（6.5）得
式中
将tm 、T值代入式（6.14），得 式中
式（ 7.9 ）即为所建立的单件成本最低的目标函 数。求该函数的极值，得
合理切削用量的选择可按下列方法进行：

1.确定背吃刀量ap
ap一般根据性质与加工余量来确定。
切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工
粗加工时，在保留半精与精加工余量的前提下，若机 床刚度允许，加工余量应尽可能一次切掉，在中等功 率机床上采用硬质合金刀具车外圆时，粗车取ap=2 ～ 6mm，半精车去ap=0.2 ～ 3mm，精车取ap=0.1 ～ 0.3mm。

车削加工操作中切削用量的选择摘要：切削用量的选择关系到能否合理使用刀具与机床，对保证加工质量、提高生产效率和经济效益，都具有很重要的意义。

本文介绍在粗车、半精车和精车时，如何正确和合理地选用切削深度、进给量和切削速度。

关键词：切削用量切削深度进给量切削速度切削用量是度量主运动和进给运动大小的参数。

它包括切削深度、进给量和切削速度。

切削用量的选择关系到能否合理使用刀具与机床，对保证加工质量、提高生产效率和经济效益，都具有很重要的意义。

合理地选择切削用量是指在工件材料、刀具材料和几何角度及其他切削条件已经确定的情况下，选择切削用量三要素中的最优化组合来进行切削加工。

选择切削用量，不仅对切削阻力、切削热、积屑瘤、工件的加工精度、表面粗糙度有很大的影响，而且还与提高生产率，降低生产成本有密切的关系。

虽然加大切削用量对提高生产效率有利，但过分增加切削用量却会增加刀具磨损，影响工件质量，甚至会撞坏刀具，产生“闷车”等严重后果，所以应合理选择切削用量。

合理的切削用量应在保证安全生产，不发生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分地发挥机床的潜力和刀具的切削性能，在不超过机床的有效功率和工艺系统刚性所允许的额定载荷的情况下，尽量选用较大的切削用量。

一、粗车时切削用量的选择粗车时，加工余量较大，我们主要应考虑尽可能提高生产效率和保证必要的刀具寿命。

由于切削温度对刀具磨损影响最大，切削速度增大，导致切削温度升高，刀具磨损加快，刀具使用寿命明显下降，这是不希望发生的。

所以我们应首先选择尽可能大的进给量，然后再选取合适的切削深度，最后在保证刀具经济耐用度的条件下，尽可能选用较大的切削速度。

1.选用切削深度切削深度应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。

（1）在保留半精加工余量和精加工余量后，应尽量将剩下的余量一次切除，以减小走刀次数。

（2）若总加工余量太大时，一次切除所有余量将会引起机床明显的振动，还会导致刀具强度和机床功率不能承受，这时就应分两次或多次进刀，第一次进刀的深度应选得大一些。

• 进给量主要受表面粗糙度的限制，为提高工件表面 质量，进给量也选择较小值。
• 精加工多采用较高的切削速度，即可提高加工效率， 又要照顾到刀具使用寿命。
二、三要素的选定
1. ap的选定 • 一般根据加工性质与加工余量确定ap。切削加工一
般分为粗加工、半精加工和精加工。 (1)粗加工：考虑机床功率，系统刚度尽可能大
第六节 切削用量的选择
一、切削用量的选择原则
每次切削加工都必须选择切削速度、进给量和背吃刀量，这是 肯定的。
切削用量这三个要素与 生产效率、加工质量和加工成本都有非 常密切的关系。
我们在追求最高的生产效率、最好的加工质量和最低的加工成 本时如何选择切削用量三个要素呢？怎样选择才算合理呢？ 下面让我们来分析一下切削用量三要素与生产效率、加工质 量和加工成本的关系。
• (2)工件材料强度、硬度高时，应选较低的vc。 • (3)切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低20%～30%；切削
调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度 20%～30%；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高 100%～300%。
• (4)刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬质 合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切削 速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和CBN刀具可采用更 高的切削速度。
f ↑ → 残留面积↑ Ra↑
v c → 通过积屑瘤来影响
2.切削用量与生产率 (1) 生产率
1 w
tw
tw
tm
tct
tm T
tot
tm （ ----- 机动时间）基本工艺时间 tct ----- （安装、调整、换刀）辅助工艺时间 tot ----- 其他辅助时间

切削用量及切削时间的确定在机械加工过程中，切削用量和切削时间的确定是非常重要的。

合理的切削用量和切削时间可以提高加工效率、保证加工质量，并延长刀具的使用寿命。

本文将从切削用量和切削时间的概念、确定方法以及影响因素等方面进行探讨。

一、切削用量的概念和确定方法切削用量是指单位时间内切削刃具所切削的工件材料的量。

切削用量的大小直接影响着加工效率和刀具寿命。

切削用量的确定需要综合考虑工件材料的性质、刀具的材料和结构、机床的刚性以及切削液的冷却性能等因素。

确定切削用量的方法有以下几种：1. 经验法：根据以往的经验和实践，通过试切、试验等方式来确定切削用量。

这种方法简单直观，但需要经验丰富的操作人员。

2. 切削力法：通过测量切削过程中的切削力来确定切削用量。

一般情况下，切削力越大，切削用量也越大。

3. 切削功率法：通过测量切削过程中的切削功率来确定切削用量。

切削功率与切削用量呈正比关系，可以通过监测电机的功率来间接测量切削功率。

4. 数值模拟法：利用数值仿真软件对切削过程进行建模和模拟，通过模拟结果来确定切削用量。

这种方法可以较准确地预测切削过程中的切削力、切削温度等参数，从而确定合适的切削用量。

二、切削时间的概念和确定方法切削时间是指完成一道工序所需的时间，也可以理解为单位工件的加工时间。

切削时间的长短直接影响着加工效率和生产能力。

切削时间的确定需要考虑工件的尺寸和形状、切削速度、进给速度以及切削用量等因素。

确定切削时间的方法有以下几种：1. 经验法：根据以往的经验和实践，通过试切、试验等方式来确定切削时间。

这种方法简单直观，但需要经验丰富的操作人员。

2. 切削速度法：通过调整切削速度来控制切削时间。

一般情况下，切削速度越快，切削时间越短。

3. 进给速度法：通过调整进给速度来控制切削时间。

进给速度越大，切削时间越短。

4. 数值模拟法：利用数值仿真软件对切削过程进行建模和模拟，通过模拟结果来确定切削时间。

这种方法可以较准确地预测切削过程中的加工时间，从而确定合适的切削时间。

图4-24为车圆弧的阶梯走刀路线。
图4-25（a）为车圆弧的同心圆弧走刀路线。
图4-24 阶梯走刀路线车圆弧
图4-25
同心圆弧走刀路线车圆弧
图4-27为车圆弧的车锥法切削路线
即先车一个圆锥，再车圆弧。
图4-27 车锥法走刀路线车圆弧
（2）车圆锥的走刀路线分析
图4-26 车圆锥走刀路线
（3）车螺纹时轴向进给距离的分析
（4）按安装次数划分工序 以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适
用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。
如图4-21所示工件，工序一：以毛坯的粗基准定位加工左端轮廓； 工序二：以加工好的外圆表面定位加工右端轮廓。
图4-21 轴类零件分析
4.5.3加工顺序的确定
在对零件图进行认真和仔细的分析后，制定加工方案应遵循以 下基本原则——先粗后精，先近后远，内外交叉，程序段最少，走
表4-4 常用切削用量推荐表
工件材料
加工内容
背吃刀量 ap／mm 5-7
切削速度 vc／m· min-1 60～80
进给量 f/mm· r-lσb>600MPa
粗加工
精加工 钻中心孔
2-3
2-6
80～120
120～150 500～800r· min-1
0.2～0.4
表4-3 硬质合金刀具切削用量推荐表
粗 加 工 刀具 材料 工件材料 切削速度 （m／min） 220 180 120 80 80 40 120 100 1600 进给量 （mm／r） 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 背吃刀量 mm 3 3 3 3 3 3 2 切削速度 （m／min） 260 220 220 160 140 · 140 120 精 加 工 进给量 （mm／r） 0.l 0.l 0.1 0.l 0.l 0.1 0.l 背吃刀量 mm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5

据工件材料碳钢、车刀刀杆横断面尺寸16mm × 25mm、工件 直径dw=68mm和背吃刀量ap=3mm时，查出f=0.5～0.7mm／r。
2）根据机床说明书，取机床实际进给量 =0.51mm／r。 3）检验机床进给机构允许的进给量。参考CA6140车床说 明书，查出机床进给机构允许的最大进给抗力为：FMfmax＝ 3528N。 计算切削时进给力为：
统、工件刚度以及精加工时表面粗糙度要求，确定进给量。
3）根据刀具寿命，确定切削速度。 4）所选定的切削用量应该是机床功率所允许的。
1.2切削用量的合理选择方法
1.背吃刀量的合理选择
背吃刀量一般是根据加工余量来确定。 粗加工（表面粗糙度Ra=50～12.5μm）时，尽可能一 次走刀即切除全部余量，在中等功率的机床上加工，取 ap=8～10mm；加工余量太大或余量不均匀、工艺系统刚性 不足或者断续切削时，可分几次走刀。 半精加工（Ra=6.3～3.2μm）时，取ap=0.5～2mm。 精加工（Ra=1.6～0.8μm）时，取ap=0.1～0.4mm。
1.5切削用量的优化概念
切削用量的优化是指在一定的预定目标及约束条件下， 选择最佳的切削用量。
在实际生产中，由于各种条件（加工零件、机床、刀 具、夹具等）都在变化，很难确定出一组最合理的切削用 量数值。
利用切削用量优化的方法，在确定加工条件下，综合 考虑各个因素，通过计算机辅助设计，能找出满足高效、 低成本、高利润和达到表面质量要求的一组最佳的切削用 量参数。实际切削用量的优化过程就是建立优化目标的数 学模型，用计算机求极值。主要目标函数有三个。
床功率是否允许。 在实际生产中，切削用量的合理选择，既可参照有关 手册的推荐数据，也可凭经验根据选择原则确定。
1.3车削用量的合理选择例题

切削用量的合理选择切削用量的合理选择(2021-07-1315:37:22)标签：刀具寿命用量生产率切削性能杂谈分类：数控刀具技术切削用量不仅就是在机床调整前必须确认的关键参数，而且其数值合理是否对加工质量、加工效率、生产成本等有著非常关键的影响。

所谓“合理的”切削用量就是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能够(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，赢得低的生产率和高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焊接加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均维持线性关系，即为其中任一参数减小一倍，都可以并使生产率提升一倍。

然而由于刀具寿命的制约，当任一参数减小时，其它二参数必须增大。

因此，在制定切削用量时，三要素获得最佳女团，此时的高生产率才就是合理的。

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，减小进给量将减小加工表面粗糙度值。

因此，它就是精加工时遏制生产率提升的主要因素。

二刀具寿命的选择原则切削用量与刀具寿命存有密切关系。

在制订切削用量时，应当首先挑选合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应当根据优化的目标而的定。

通常分后最低生产率刀具寿命和最高成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确认，后者根据工序成本最高的目标确认。

挑选刀具寿命时可以考量如下几点：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。

对于机夹可以移调刀具，由于再加刀时间长，为了充分发挥其切削性能，提升生产效率，刀具寿命附加得高些，通常挑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管制了整个车间的生产率的提升时，该工序的刀具寿命必须挑选得高些；当某工序单位时间内所分摊至的全厂支出m很大时，刀具寿命也高文瑞得高些。

切削用量的选择和计算公式切削用量的选择和计算是机械加工中非常重要的一环，它直接影响到加工效率、加工质量和工具的使用寿命。

正确选择和计算切削用量可以使加工过程更加稳定和高效。

本文将介绍切削用量的选择和计算公式，并探讨其在机械加工中的应用。

切削用量的选择。

切削用量是指在切削加工过程中，刀具与工件之间的相对运动距离。

切削用量的选择需要考虑到工件材料、刀具材料、切削速度、进给速度等因素。

一般来说，切削用量越大，切削效率越高，但是过大的切削用量会导致刀具磨损加剧，甚至损坏刀具。

因此，在选择切削用量时需要在保证加工效率的前提下，尽量减小刀具的磨损。

切削用量的计算公式。

切削用量的计算公式通常包括切削速度、进给速度和刀具的切削刃数。

切削速度是指刀具在工件表面的相对运动速度，通常用Vc表示，单位为m/min。

进给速度是指刀具在工件表面的进给速度，通常用f表示，单位为mm/r。

刀具的切削刃数是指刀具上切削刃的数量，通常用z表示。

根据切削速度、进给速度和刀具的切削刃数，切削用量的计算公式可以表示为：切削用量 = 切削速度×进给速度×刀具切削刃数。

在实际应用中，切削用量的计算公式可以根据具体的加工情况进行调整，以满足加工的要求。

切削用量的应用。

切削用量的选择和计算在机械加工中具有重要的应用价值。

正确选择切削用量可以提高加工效率，降低成本，提高产品质量。

同时，合理的切削用量还可以延长刀具的使用寿命，减少刀具的更换次数，降低加工成本。

在实际加工中，切削用量的选择和计算需要结合具体的加工情况进行调整。

例如，在加工硬质材料时，可以适当增大切削用量，以提高加工效率；在加工精密零件时，可以适当减小切削用量，以保证加工精度。

此外，切削用量的选择还需要考虑到刀具的类型、刀具的磨损情况、工件的材料和形状等因素。

总之，切削用量的选择和计算是机械加工中非常重要的一环。

正确选择和计算切削用量可以提高加工效率、降低成本、提高产品质量。

1．切削用量的选择原则切削用量的选择，对生产效率、加工成本和加工质量均有重要影响。

所谓合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低成本的切削用量。

约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量要求和生产效率要求；刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特性（功率、扭矩）和运动特性；刀具寿命要求。

（1）切削用量与生产效率、刀具寿命的关系机床切削效率可以用单位时间内切除的材料体积 (mm3/min)表示，切削用量三要素均与呈正比关系，三者对机床切削效率影响的权重是完全相同的。

从提高生产效率考虑，切削用量三要素中任一要素提高一倍，机床切削效率都提高一倍，但提高一倍与提高一倍对刀具寿命带来的影响却是完全不相同的。

切削用量三要素中对刀具寿命影响最大的是背吃刀量，其次是进给量，再其次是切削速度；在保持刀具寿命一定的条件下，提高背吃刀量比提高进给量的生产效率高，比提高切削速度的生产效率更高。

（2）切削用量的选用原则选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量；其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件（粗加工时）或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取尽可能大的进给量f；最后根据查取或根据公式计算确定切削速度。

（3）切削用量三要素的选用1）背吃刀量背吃刀量根据加工余量确定。

粗加工时，只要机床功率许可，粗加工余量应争取在一次走刀中全部切除。

下面几种情况，可几次走刀分切：①加工余量太大，导致机床动力不足或刀具强度不够；②工艺系统刚性不足；③断续切削。

切削表层有硬皮的锻铸件或切削冷硬倾向较为严重的材料（例如不锈钢）时，应尽量使值超过硬皮或冷硬层深度，以防刀具过快磨损。

半精加工时，可取为0.5~2mm 。

精加工时，可取0.1~0.4 。

2）进给量粗加工时，对表面质量没有太高要求，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。

限制粗加工进给量的因素是：机床进给机构的强度、刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度等。

任务3 学会切削用量选用一般方法1．3．1刀具切削用量的概念切削用量表示主运动及进给运动参数大小的数量，是切深、进给量和切削速度三要素的总称，用来描述切削加工运动量。

铣削加工的切深分背吃刀量和侧吃刀量。

1．切削深度(1)车削时的背吃刀量背吃刀量是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上测量的已加工表面与待加工表面之间的距离，单位为mm 。

如图1-3-1（a ），外圆车削时，其背吃刀量（a p ）可由下式计算：2m w p d d a -= 式中 ： d w w ——工件待加工表面直径，单位为mm ；d m ——工件已加工表面直径，单位为mm 。

(2)铣削吃刀量如图1-3-1（b ）（c ）,铣削加工的背吃刀量（a p ）为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。

端铣时，背吃刀量为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。

侧吃刀量（a e ）为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。

端铣时，a e 为被加工表面宽度；而圆周铣削时，侧吃刀量为切削层深度。

(3)切削深度的选用切削深度的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定：(a)车削用量 (b)周铣切削用量 (C)端铣切削用量图1-3-1切削用量示意图余量不大，力求粗加工一次进给完成，但是在余量较大，或工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可多次分层切削完成。

当工件表面粗糙度值要求不高时，粗加工，或分粗、半精加工两步加工；当工件表面粗糙度值要求较高，宜分粗、半精、精加工三步进行。

2．进给量(1)车削时的进给量如图1-3-1（a ）,车削刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，可用刀具或工件每转(主运动为旋转运动时)的位移量来表达和测量，单位为mm ／r(2)铣削时的进给量如图1-3-1（b ）（c ）,铣削加工的进给量f （㎜/r ）是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；对于多齿刀具(如钻头、铣刀)，每转中每齿相对于工件在进给运动方向上的位移量称为每齿进给量f Z 。

表7-5 硬质合金车刀及高速钢车刀粗车外圆和端面时的进给量
3）切削速度 切削速度vc是根据刀具耐用度T确定的。在背吃刀量ap和进给量f
确定后，根据规定的刀具耐用度T，计算刀具耐用度T所允许的切削n计，再选取机床主轴实际转速n，最后由机床主轴实 际转速n计算实际切削速度vc。
对切削加工实际生产来 说，较方便的是根据切 削用量手册查表确定切 削用量。切削用量手册 中的数据是在积累了大 量的生产经验及试验研 究工作的基础上，经过 科学的数据处理后制定 出来的。查表确定切削 用量后，还可根据具体 生产条件适当调整。
把各公式的计算结果绘 制成各种图表，直接从 其上选择切削用量。针 对具体机床制成的切削 用量图表，更适合于生 产现场使用。
3）切削速度 c 半精加工和精加工的切削速度
也是受刀具耐用度的限制，因此，
切削速度与粗加工时的计算方法相同。但由于半精加工和精加工切削条
件较好，刀具耐用度比粗加工时规定得大，所以半精加工和精加工时的
切削速度一般比粗加工时高。
1.3 提高切削用量的途径
提高切削用量的途径很多，可归纳为以下几个方面： （1）采用切削性能更好的新型刀具材料。 （2）改善工件材料的加工性。 （3）改进刀具结构和选用合理刀具几何参数。 （4）提高刀具的制造和刃磨质量。 （5）采用新型的、性能优良的切削液和高效率的冷却方法。
（7-1）
若加工余量A太大或加工工艺系统刚性比较差，则加工余量A
可经二次或更多次走刀去除。若分二次走刀，则它们的背吃刀量
的表达式分别为
ap1=(3/4~2/3)A ap2=(1/3~1/4)A
（7-2） （7-3）
2）进给量 当背吃刀量确定后，根据加工工艺系统允许的切削力，进一步确定

表面在主运动方向上的瞬时速度。
π dn
切削速度示意图
①车削光轴切削速度 Vs=1000Vc/πd Vs—主轴转速，r/min Vc—切削速度，m/min d—工件待加工表面直径，mm
②车削螺纹主轴转速n 在切削螺纹时，车床的主轴转速过高会使螺
纹破牙，因此对于一般数控车床车螺纹时主轴转 速计算公式：
注意:切断、车槽时的切削深度为车刀主切削刃 的宽度
① 背吃刀量aP（mm）的选择
粗加工（Ra10~80μm）时，一次进给应尽可能切除全部
余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8~l0mm。
半精加工（Ra1.25~l0μm）时，背吃刀量取为0.5~2mm。 精加工（Ra0.32~1.25μm）时，背吃刀量取为
第四节 切削用量的选择
切削用量(又叫切削三要素）是衡量车削运动大小 的参数。
包括： 主轴转速（切削速度） 进给速度（进给量） 背吃刀量（侧吃刀量）
(1) 背吃刀量（切削深度）
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)
表面特征
表面粗糙度值 加工方法举例
明显可见刀痕
Ra100、Ra50、 粗车、粗刨、粗
Ra25、
铣、钻孔
微见刀痕
12.5、Ra6.3、 精车、精刨、精
Ra3.2、
铣、粗铰、粗磨
看不见加工痕迹， Ra1.6、Ra0.8、 微辩加工方向 Ra0.4、
精车、精磨、精 铰、研磨
暗光泽面
Ra0.2、Ra0.1、 研磨、珩磨、超
例3：车削直径为300mm的铸铁带轮外圆，若切削速 度为60m/ min，试求车床主轴转速。

切削用量的选择一、引言切削用量的选择是机械加工中非常重要的一项工作，它直接影响到加工质量、生产效率和设备寿命等方面。

因此，正确选择切削用量是保证机械加工质量和效率的关键。

二、切削用量的定义切削用量是指在机械加工过程中，钻头、铣刀或其他刀具每次进给或每分钟进给的长度或数量。

通常包括进给速度、转速和切深等。

三、影响切削用量的因素1.材料硬度：材料硬度越高，所需的切削力就越大，因此需要减小切削用量。

2.材料性质：不同材料具有不同的物理性质和化学性质，在选择切削用量时需要考虑这些因素。

3.加工精度：如果要求高精度加工，则需要降低切削用量以减少误差。

4.设备能力：设备本身也有其最大可承受的进给速度、转速等限制，需要根据设备能力进行选择。

5.加工方式：不同的加工方式对于所需的切削用量也有影响，例如铣削和车削的切削用量选择不同。

四、切削用量的选择方法1.根据材料硬度选择切削用量：一般来说，材料硬度越高，所需的切削力就越大，因此需要减小切削用量。

但是也需要注意，如果切削用量过小，则会导致加工时间过长、工具磨损严重等问题。

2.根据加工精度选择切削用量：如果要求高精度加工，则需要降低切削用量以减少误差。

此时可以通过增加进给次数或减小每次进给长度来实现。

3.根据设备能力选择切削用量：设备本身也有其最大可承受的进给速度、转速等限制，需要根据设备能力进行选择。

如果超过了设备能力，则会导致设备故障或者加工效率下降。

4.根据材料性质选择切削用量：不同材料具有不同的物理性质和化学性质，在选择切削用量时需要考虑这些因素。

例如对于易碎材料，应该采取小进给、低转速的方式进行加工。

5.根据加工方式选择切削用量：不同的加工方式对于所需的切削用量也有影响，例如铣削和车削的切削用量选择不同。

一般来说，铣削时需要较大的切削用量，而车削时则需要较小的切削用量。

五、切削用量的优化1.合理选择刀具：不同类型的刀具适用于不同材料和加工方式，在选择刀具时需要考虑这些因素。

切削用量的选择与计算正确的切削用量，对于保证产品质量、提高切削效率和经济效益，具有重要意义。

切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚性及机床效率等条件。

由于切削速度V c对刀具寿命影响最大，其次为进给量f,影响最小的是背吃刀量a p,因此，选择切削用量的步骤是先确定背吃刀量a p,再选择进给量f,最后再确定切削速度V c,必要时应校验机床功率是否允许。

所以，其基本原则是：首先应选择一个尽可能大的背吃刀量a p，其次选择一个较大的进给量f，最后，在刀具耐用度和机床功率允许的情况下选择一个合理的切削速度V c。

4.1轴外圆的切削用量4.1.1确定粗车时的切削用量ap1）背吃刀量的a p的选择：工件下料为45号钢棒料，大小为62mm×90mm,粗车至Φ60mm,表面有硬化层、氧化皮或硬杂质等，但在加工余量（指半径方向上）不多并比较均匀，且加工工艺系统刚性足够，应使背吃刀量一次性切除余量A，即：a p=A，查《简明机械加工工艺手册》表11-1可知A=(50-46)/2=2mm,单边留1mm做半精车、精车余量，取粗车背吃刀量a p=1mm。

2）确定进给量f：查查《简明机械加工工艺手册》表11-1可知，f=0.4～0.5mm/r,根据机床说明书，初步选定f=0.45mm/r.3)确定切削速度V c：查查《简明机械加工工艺手册》表11-5可知，V c=2.17～2.667m/s，考虑到进给量较大取V c=2m/s。

4)确定主轴转速n,由公式:n=1000v/πd=（1000×2）/(3.14×60)=10.62r/s 根据机床说明书，取n=12.5r/s。

此时切削速度为：V c=πdn/1000=（3.14×60×12.5）/1000=2.36m/s 此速度小于预得切削速度，故可用。

5）校验机床效率：查《简明机械加工工艺手册》表11-6~11-9可求得切削力的公式及相关数据。

数控车床车螺纹时，会受到以下几方面的影响：
●螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量f（mm／r）表示的进给速度vf。如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度vf （mm／min）则必定大大超过正常值。
●刀具在其位移过程的始终，都将受到伺服驱动系统升降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升降频率特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。
进给量（mm／r）
背吃刀量mm
硬质合金或涂层硬质合金
碳钢
220
0.2
3
260
0.l
0.4
低合金刚
1800.23来自2200.l0.4
高合金钢
120
0.2
3
160
0.l
0.4
铸铁
80
0.2
3
120
0.l
0.4
不锈钢
80
0.2
2
60
0.l
0.4
钛合金
40
0.2
1.5
150
0.l
0.4
灰铸铁
120
0.2
2
120
粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。
精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。

选择切削用量的原则和方法是什么？1选择切削用量的原则A，粗加工的选择原则。

粗加工时，对加工精度和表面质量要求不高，毛坯余量较大，锻，铸件的表皮有硬皮或其他缺陷，余量不均匀。

选择切削用量时，应尽可能达到有较高的金属切除率与合理的刀具耐用度。

应首先选用较大的切削深度其次是较大的进给量，最后根据刀具耐用度选择合理的切削速度。

B，精加工的选择原则。

精加工时，对加工精度、表面粗糙度要求较高，且加工余量小而均匀。

为保证加工技术要求，并兼顾刀具耐用度和加工效率，应选用较高的切削速度和较小的进给量。

2切削用量的方法A切削深度a p的选择. A p的大小主要根据加工余量的大小、机床的功率、工艺系统的刚度来确定。

粗加工时，应尽量减少走刀次数切削余量为原则。

只有当工艺系统的刚度不足时，才减小Ap，而增加走刀次数。

当采用两次走刀时，第一次走刀的Ap=（2/3-3/4）h,第二次走刀的Ap=（1/3-1/4）h。

h为单边余量。

精加工时Ap=0.1-0.8mm,半精加工时，Ap=1-2mm。

B进给量的F(FZ)的选择。

当切削深度确定后，进给量的大小，主要取决于工艺系统的刚度与强度，车削主要考虑断屑。

高速钢刀具的F(FZ)=0.05-0.15mm/r；硬质合金刀具F(FZ)=0.1-0.5mm/r.精加工时，进给量的大小，主要受工件表面粗糙度要求的限制，也和刀尖圆弧半径的大小有关。

C切削速度VC的选择。

3切削碳钢A低碳钢高速钢刀具VC=30-40m/min,ap=0.11-5mm,f=0.1-0.4mm/r,fz=0.05-0.2mm/z;硬质合金刀具VC=90-180m/min,B中碳钢高速钢刀具VC=20-30m/min,ap=0.5-5mm,f=0.1-0.5mm/r,fz=0.02-0.2mm/z;硬质合金刀具VC=80-150m/min, ap=0.1-5mm其余同上。

C高碳钢高速钢刀具VC=15-25m/min,ap=0.5-5mm,f=0.1-0.4mm/r,fz=0.02-0.25mm/z;硬质合金刀具VC=80-120m/min, ap=0.5-5mm ，f=0.1-0.5mm/r,fz=0.05-0.15mm/z.4切削合金钢高速钢刀具VC=15-20m/min,ap=0.1-5mm,f=0.1-0.5mm/r,fz=0.05-0.15mm/z;硬质合金刀具VC=60-120m/min,金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=100-400m/min其他同高速钢5切削铸铁高速钢刀具VC=20-25m/min,ap=0.1-5mm,f=0.1-0.5mm/r,fz=0.1-0.5mm/z;硬质合金刀具VC=80-120m/min, ap=0.1-8mm,f=0.2-0.8mm/r,fz=0.2-0.8mm/z金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=150-300m/min，PCBN刀具，VC=300-600m/min其他同高速钢6切削冷硬铸铁和耐磨合金耐磨铸铁硬质合金刀具VC=6-18m/min, ap=0.5-10mm,f=0.5-1mm/r,金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=40-60m/min ap=0.5-4mm,f=0.3-0.6mm/r,PCBN刀具，VC=70-100m/min ap=0.5-2mm,f=0.15-0.3mm/r,7切削铝合金高速钢刀具VC=40-70m/min,ap=0.1-10mm,f=0.05-0.4mm/r,fz=0.05-0.4mm/z硬质合金刀具VC=150-300m/min, ap=0.1-10mm,f（fz）=0.1-0.5mm/r,PCD刀具，VC=200-1000m/minap=0.05-3mm,f（fz）=0.05-0.3mm/r,天然金刚石刀具，VC=150-2000m/min ap=0.005-0.4mm,f=0.002-0.005mm/r,7切削铜合金高速钢刀具VC=25-90m/min,ap=0.5-8mm,f=0.1-1mm/r,fz=0.1-1mm/z硬质合金刀具VC=200-400m/min, ap与f（fz）同上，PCD刀具，VC=200-800m/min ap=0.1-4mm,f（fz）=0.05-0.4mm/r,天然金刚石刀具，VC=300-2500m/min ap=0.005-0.4mm,f=0.002-0.005mm/r,8切削淬火钢硬质合金刀具VC=30-75m/min,金属陶瓷YN05/YN10刀具，VC=60-120m/min ，PCBN刀具，VC=100-200m/min，ap=0. 1 -3mm,f（fz）=0.05-0.3mm/r.9切削高温合金高速钢刀具VC=3-6m/min, 硬质合金刀具VC=10-40m/min，ap、f（fz）》0.1mm10切削不锈钢高速钢刀具VC=12-20m/min, 硬质合金刀具VC=60-80m/min，ap、f（fz）》0.1mm。