切削用量的选择原则

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单元5
切削用量选择
切削用量的选择
项目二
1）粗车：n=400-600r/min ap=2-5mm f=0.3-0.6mm/r 2）精车：n=800-1000r/min ap=0.3-0.4mm f=0.08-0.15mm/r 高速钢刀具 Vc<5m/min 硬质合金刀具 Vc>80m/min 降低切削温度，保持刃口锋利，提高工件表面质量和生产效率
背吃刀量和进给量对F的影响规律指导生产实际具有重要意义—需切除的金属层一定 时，为提高生产效率，采用大进给切削比大背吃刀量切削省力又省功率。或在同样的 切削力和切削功率下，采用更大 的进给量切削，能达到切除更多金属层的目的。
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单元5
切削用量的选择
（2）切削用量三要素
（1） 背吃刀量的选择 （2） 进给量的选择 （3） 切削速度的选择
卡位套切削加工工艺参数确定
单元5： 切削用量的选择
项目二
单元5
切削用量的选择
1.切削用量选择原则
粗加工
首先选取尽可能大的背吃 刀量；其次要根据机床功率和 刚性的限制条件等，选取尽可 能大的进给量；最后根据刀具 耐用度确定最佳的切削速度。
精加工
首先根据粗加工后的余量确 定背吃刀量；其次根据已加工表 面确定表面粗糙度要求，选取较 小的进给量；最后在保证刀具耐 用度的前提下尽可能选用较高的 切削速度。
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λs=6º
rε=1mm
γ=5º, Kr=90º, Krˊ=6º, λs=6º rε=1mm
背吃刀量ap 粗车ap=2mm，半精车ap=0.25mm进给速度Vf=f×n查表粗车f=0.5mm/r 半精车f=0.2mm/r切削速度Vc=πD n/l000查表粗车Vc=80m/min n=1000Vc/πD=640r/min精车Vc=120m/minn=1000Vc/πD=950r/min 粗车Vf=f×n=0.5×640=320mm/min粗车Vf=f×n=0.2×950=190mm/min

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。

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

粗车加工中切削用量的选择原则粗车加工是一种重要的金属加工方式，主要用于去除零件表面的多余材料，将其转换为预定尺寸和形状。

在粗车过程中，切削用量的选择是至关重要的。

切削用量的选择不正确会导致切削效率低下、加工表面质量差或更严重的是加工失效。

因此，正确地选择切削用量是粗车加工的成功之路。

1. 切削深度与轮廓形状切削深度是指工具在工件上下降的距离，一般情况下，切割深度越深，切削效率越高。

但是，在选择切削深度时，还需要考虑到轮廓形状。

如果轮廓形状不是规则的直线或圆弧，那么就需要根据轮廓形状选择合适的切削深度。

如果切削深度过大，可能会造成切削力过大，达到机床极限或刃口损坏的风险。

2. 材料硬度硬度较大的材料需要使用更小的切削深度和切削速度，以减少切削刃口磨损。

相反，对于硬度较小的材料，可以选择更大的切削深度和切削速度，提高切削效率。

3. 加工对象形状和大小加工对象的形状和大小对切削用量的选择也有很大的影响。

对于较大的工件，需要选择较大的切削深度，以便更好地利用机床动力。

而对于较小的工件，则需要选择较小的切削深度，以减少切削损伤。

4. 刀具的刃口造型刀具的刃口造型是影响切削用量选择的重要因素。

具有流线特性的刃口减小了切削力，提高了切削速度，在相同情况下可以使用更大的切削深度实现高效的切削。

相反，非流线型刃口在切削时会形成更大的切削力，需要减小切削深度和切削速度。

总结：在粗车加工中，正确选择切削用量可以提高加工效率，改善加工表面质量，并降低机床和刀具的磨损。

应根据工件材料硬度、形状和大小以及刀具的刃口造型等因素选择适当的切削用量，以提高切削效率和加工精度，同时减小机床和刀具的磨损。