切削用量

對于保證加工質(zhì)量、提高加工效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。選擇切削用量時應(yīng)考慮的主要因素有：刀具和工件的材料、工件的加工精度和表面粗糙度、刀具壽命、機床功率、機床－機床夾具－工件－刀具系統(tǒng)的剛度以及斷屑、排屑條件等。最早研究切削用量的是美國人F.W.泰勒，他從1880年開始對單刃刀具的切削進行了 26年（5萬次）科學(xué)試驗，總結(jié)出切削用量與刀具壽命、機床功率和切削液等因素相互影響的規(guī)律，從而推動了當(dāng)時機床和刀具技術(shù)的重大改革。此后，不少國家在試驗研究和生產(chǎn)實踐中積累的典型切削數(shù)據(jù)大多匯編成冊,供操作人員查閱和參考;或把這種大量數(shù)據(jù)存儲在電子計算機中成為切削數(shù)據(jù)中心（庫），可為用戶隨時提供切削用量方面的咨詢服務(wù)。

與某一工序的切削用量有密切關(guān)系的刀具壽命（見金屬切削原理），一般分為該工序單件成本最低的經(jīng)濟壽命和最大生產(chǎn)率壽命兩類。按前者選擇的切削用量稱為最低成本切削用量，這是通常使用的；按后者選擇的切削用量稱為最大生產(chǎn)率切削用量，一般在生產(chǎn)任務(wù)緊迫時使用。

數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

主軸轉(zhuǎn)速的確定

主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為：

n=1000v/πD

式中

v----切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；

n-- -主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；

D----工件直徑或刀具直徑，單位為mm。

計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。

進給速度的確定

進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。

確定進給速度的原則：

1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在100——200mm/min范圍內(nèi)選取。

2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20——50mm/min范圍內(nèi)選取。

3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在20——50mm/min范圍內(nèi)選取。

4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。

背吃刀量確定

背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2——0.5mm。

總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量 。2100433B

切削速度vc 是指刀具切削刃上選定點相對于工件待加工表面在主運動方的瞬時速度單位為M/min。

進給量f 在主運動每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時（或單位時間內(nèi)），刀具與工件之間沿進給運動方向的相對位移，f — 每轉(zhuǎn)進給量 （mm/r），單位mm/r。

背吃刀量（切削深度）ap 待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位mm。

數(shù)控機床加工工件時，其切削用量都預(yù)先編入程序中，在正常情況下人工不予改變。只是在試切削或出現(xiàn)異常情況時，才通過改變刀具偏置、通過倍率輪改變進給轉(zhuǎn)速或重新編寫程序來調(diào)節(jié)切削用量。

影響數(shù)控加工切削用量主要有下列因素：

（1） 機床轉(zhuǎn)速

（2） 刀具規(guī)格

（3） 工件尺寸

（4） 切削液濃度

用硬質(zhì)合金車刀車削碳素鋼時，刀具壽命與切削用量的關(guān)系可用如下的經(jīng)驗公式表示式中t為刀具壽命（分）；cv為壽命系數(shù)，與刀具材料、刀具參數(shù)、工件材料和切削條件等因素有關(guān);x、y、z為指數(shù)(x=2.5～5,y=1.2～1.8,z=0.6～0.8)。這說明對刀具壽命影響最大的是切削速度，其次是進給量，最小的是切削深度。從最大生產(chǎn)率的觀點選擇切削用量，應(yīng)首先選用大的切削深度（或切削寬度），力求在一次或較少幾次行程中把大部分余量切去；其次根據(jù)切削條件選用較大的進給量（或切削厚度）；最后根據(jù)刀具壽命和機床功率的可能選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣?。這也是粗加工時選擇切削用量的原則。精加工時一般選用較小的切削深度和進給量,然后根據(jù)刀具壽命選擇較高的切削速度,力求提高加工精度和減小表面粗糙度 。

合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 ⑴切削深度t。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。 ⑵切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。 ⑶切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上。 ⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為： 式中，d為刀具或工件直徑（mm）。 數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整。 ⑸進給速度vF。vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時，vF可選擇得大些。在加工過程中，vF也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。 隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。2100433B

切削加工：切削用量過程中所采用的切削速度﹑切削深度和進給量等工藝參數(shù)﹐又稱切削數(shù)據(jù)。

簡介

如切削用量參數(shù) 所示﹐切削速度 (米/分)表示工件被切削表面與刀刃之間的相對運動速度﹔切削深度(毫米)表示在垂直于切削速度與進給方向所組成的平面內(nèi)測量的車刀與工件的接觸量﹔進給量有 3種表示方法﹕每分鐘進給量V(毫米/分)﹕表示每分鐘內(nèi)工件與刀具之間的相對位移量﹐每轉(zhuǎn)或每行程進給量(毫米/轉(zhuǎn)或毫米/雙行程)﹕表示每轉(zhuǎn)或每次往復(fù)行程中工件與刀具間沿進給方向的相對位移量﹐每齒進給量a(毫米/齒)﹕表示多齒刀具相鄰兩齒與工件接觸的時間間隔內(nèi)﹐工件與刀具的相對位移量。3種進給量之間的關(guān)系如下式

V=?=a??式中 為工件或刀具的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)或每分鐘行程數(shù)(雙行程/分)﹔為多齒刀具的齒數(shù)。

為了實現(xiàn)切削加工，刀具相對于工件要有一定的切削深度，并沿工件待加工表面作相對運動。這種相對運動有時是直線的，有時是旋轉(zhuǎn)的，通常由機床實現(xiàn)。上述刀具及工件的運動速度以及刀具切人工件內(nèi)部的深度被統(tǒng)稱為切削用量 。2100433B