确定切削用量的方法及重要性

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：提高切削速度、加大进给量和背吃刀量，都使得单位时间内金属的切除量增多，因而都有利于生产率的提高。根据工件材料和刀具材料确定切削速度，使之在已选定的背吃刀量和进给量的基础上能够达到规定的刀具寿命。

1.切削用量

切削用量是指切削时各运动参数的数值，它是调整机床的依据。切削用量包括切削速度v、进给量f和背吃刀量a_p。这三者常称为切削用量三要素。

（1）切削速度切削速度是指主运动的线速度，单位为m/s（或m/min）。外圆车削的切削速度为

v=πd_wn_w/1000

式中 d_w——工件待加工表面的直径，单位为mm；

n_w——工件的转速，单位为r/s或r/min。

（2）进给量进给量是指工件或刀具每回转一周，刀具与工件之间沿进给方向的相对位移。外圆车削的进给量是指工件每转一周，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。

铣削时，由于铣刀是多齿刀具，所以规定了每齿的进给量a_f，单位是mm/z。每齿给量a_f、进给量f和进给速度v_f之间有如下关系

v_f=fn_w，f=a_fz

式中 z——铣刀齿数；

n_w——工件转速，单位为r/s或r/min。

（3）背吃刀量背吃刀量是指待加工表面与已加工表面的垂直距离，单位为mm。对于外圆车削来说，背吃刀量为

a_p=（d_w-d_m）/2

式中 d_w——工件待加工表面的直径，单位为mm；

d_m——已加工表面的直径，单位为mm。

2.切削用量的选择

切削用量是指在切削过程中，选取的切削速度、进给量和背吃刀量的具体数值。合理选择切削用量，对于保证质量、提高生产率和降低成本具有重要的作用。提高切削速度、加大进给量和背吃刀量，都使得单位时间内金属的切除量增多，因而都有利于生产率的提高。但实际上它们受工件材料、加工要求、机床动力、机床和工件的刚性等因素的限制，不可能任意选取。合理选择切削用量，就是在一定条件下选择切削用量三要素的最佳组合。

（1）粗加工时切削用量的选择粗加工时应尽快地切除多余的金属，同时还要保证规定的刀具寿命。实践证明，对刀具寿命影响最大的是切削速度，影响最小的是背吃刀量。

1）背吃刀量的选择。在机床有效功率允许的条件下，应尽可能选取较大的背吃刀量，使大部分余量在一次或少数几次走刀中切除。在切削表层有硬皮的铸、锻件或切削不锈钢等加工硬化较严重的材料时，应尽量使背吃刀量越过硬皮或硬化层深度。

2）进给量的选择。根据机床—夹具—工件—刀具组成的工艺系统的刚性，尽可能选择较大的进给量。

3）切削速度的选择。根据工件材料和刀具材料确定切削速度，使之在已选定的背吃刀量和进给量的基础上能够达到规定的刀具寿命。粗加工的切削速度一般选用中等或较低的数值。

（2）精加工时切削用量的选择精加工时，首先应保证零件的加工精度和表面质量，同时也要考虑获得较高的生产率。

1）背吃刀量的选择。精加工通常选用较小的背吃刀量来保证加工精度。

2）进给量的选择。进给量的大小主要依据表面质量的要求选取，表面粗糙度Ra的数值较小时，一般选取较小的进给量。

3）切削速度的选择。精加工的切削速度选择应避开积屑瘤形成的切削速度区域，硬质合金刀具一般多采用较高的切削速度，高速钢刀具则采用较低的切削速度。

在切削过程中，限制切削用量提高的因素是加工质量和机床功率等。为此，一方面可在现有的机床上使用耐热性和耐磨性更高的新型刀具材料，改进刀具的结构，提高刀具刃磨质量，正确选择和使用切削液，改善工件材料的切削加工性；另一方面使用功率大、刚性好的机床，以便采用高速切削和强力切削。