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切削用量选择

卧式数控车床

切削用量选择

作者：杨树诚

单位：沈阳第一机床厂技术部

日期：2005年09月

本文着重提醒读者

1.不要轻易按刀具样本的推荐值确定切削速度，那样刀具寿命很低。一般情况下，硬质合金刀片可按刀具样本推荐值的0.64～0.71倍选择切削速度。

2.确定精加工和半精加工的进给量着眼于工件的表面粗糙度。它还和刀尖半径有关。文中列表表明三者对应关系，供选择进给量参考。

3.条件允许时希望粗加工吃刀深尽量大。一方面有效提高生产率；一方面也为了消除表面硬皮.切除砂眼等缺陷，从而保护刀尖不与毛坯接触。精加工时也不希望吃刀深太小，以免产生刮擦对粗糙度不利。

4.表5～表12列举了外圆.端面.内孔加工，切槽，车螺纹的切削用量推荐值。供一般情况下采用。

一. 原始资料………………………………1

二. 选择切削用量的原则…………………1

三. 吃刀深αp ……………………………2

四. 进给量f ………………………………2

五. 切削速度V……………………………4

六. 切削用量推荐值………………………5

切削用量选择

关键词: 刀具耐用度切削速度表面粗糙度进给量吃刀深

在售前服务编制加工工序卡以及调装设计中，都需要确定切削用量及计算节拍时间。本文就卧式数控车床如何合理选择切削用量进行探讨。

一.原始资料：无论编制加工工序卡－即制定工艺方案还是调装设计都需要掌握以下资

料，做为刀具选择.卡具设计以及选择切削用量的依据。 .

1 工件图：包括形状.尺寸.公差.形位公差.粗糙度和其他技术要求。特别强调的是本序加工的部位必须明确，用于及可能影响装卡部位的形状要表示清楚。

2.毛坯图：毛坯形状.尺寸，加工余量，材料.硬度等。

3.生产纲领：即年产量或单件时间，这对招标项目尤为重要。 4.验收要求：机床验收时对工件考核什麽项目，有无Cp值和其它要求。 5.用户对工件定位基准.卡紧面.辅助支承等要求，或指定参考的卡具样式。 6. 对刀具选择要求：用国产刀

具或国外指定厂家的刀具，特殊刀具是否自备等。 7. 用户单位，件名.件号等也应标明，以便管理。

二选择切削用量的原则：

1. 总的要求：保证安全，不致发生人身事故或设备事故；保证加工质量。在上述

两项要求的前提下充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，选用较大的切削用量以提高生产率；不应超负荷工作，不能产生过大的变形和震动。

2. 一般原则：切削用量选择的原则是提高生产率，即切削时间缩短。切削时间可按下式计算：

. ………（1）

式中： L－每次走刀的行程长度（mm）

－工件单边总余量（mm） n－主轴转数（r/min）

D－工件直径（mm）

αp－吃刀深（mm）

f－进给量（mm/r） V－切削速度（m/ min）

从（1）式中可知要使切削时间最短，必须使 V，f, αp 的乘积为最大。提高 V，f, αp都能提高生产率，且影响程度都是一样的。但是对刀具耐用度的影响三者是不相同的。

切削用量与刀具耐用度的一般关系式为： T= （min）……………（2）

式中： CR－刀具耐用度系数，与刀具. 工件材料和切削条件有关。

X.Y.Z－指数，分别表示各切削用量对刀具耐用度的影响程度。用YT5硬质合金车刀切削σb=0.637GPα的低碳钢（f>0.7mm/r）切削用量与刀具耐用度的关

系为：

T = ………………………（3）

从（3）式中可以看出，切削速度V对刀具耐用度的影响最大，进给量f次之，吃刀深αp影响最小。这与三者对切削温度的影响完全一致。反映出切削温度对刀具耐用度有着很重要的影响。在优选切削用量以提高生产率时，其选择顺序应为：首先尽量选用最大吃刀深αp然后根据加工条件选用最大的进给量f，最后才在刀具耐用度或机床功率所允许的情况下选取最大切削速度V。

三. 吃刀深αp：一般情况下，机床工艺系统刚度允许时，粗车吃刀深在保留半精车. 精车余量后，尽量将粗车余量一次切除。如果总加工余量太大，一次切去所有加工余量会产生明显的振动，甚至刀具强度不允许. 机床功率不够，则可分成两次或几次粗车。但第一刀吃刀深应尽量大，以消除表面硬皮.切除沙眼气孔等缺陷，从而保护刀尖不与毛坯接触。半精车和精车加工，其吃刀深是根据加工精度和表面粗糙度要求，由粗车后留下余量确定的。最后一刀吃刀深不宜太小，否则会产生刮擦.对粗糙度不利。

四. 进给量f：粗车时的进给量主要考虑进给伺服电机功率.刀杆尺寸.刀片厚度.工件的直径和长度等因素。在工艺系统刚度和强度允许的情况下，可选用较大进给量.反之适当减少。如加工小孔.因刀杆直径小，应降低进给量。孔深. 刀杆悬伸长，则需进一步降低进给量。由于钻头横刃钻孔进给力较大，进给量往往受到Z向伺服电机力矩制约。

半精加工和精加工的进给量受到工件加工精度和粗糙度限制，由于加工精度和粗糙度往往形成对应关系。半精加工和精加工进给量大小的确定着眼于表面粗糙度。表1为加工精度和粗糙度对照表，当用户图纸标注不全时可以参考。

与配合精度相适应的表面粗糙度表1

配和精度等级	孔		轴
配和精度等级	公称尺寸	表面粗糙度Ra	公称尺寸	表面粗糙度Ra
IT6	1～10 10～120 120～500	＞0.16～0.32 ＞0.32～1.6 ＞0.63～1.6	1～3 3～30 30～180 180～500	＞0.16～0.8 ＞0.32～1.6 ＞0.63～1.6 ＞1.25～1.6
IT7	1～10 10～180 180～500	＞0.32～1.6 ＞0.63～2.5 ＞1.25～2.5	1～10 10～80 80～260 260～500	＞0.32～1.6 ＞0.63～1.6 ＞0.63～2.5 ＞1.25～2.5
IT8	1～30 30～260 260～500	＞0.63～2.5 ＞1.25～5 ＞1.25～5	1～18 18～120 120～500	＞0.32～1.6 ＞0.63～2.5 ＞1.25～2.5
IT9	1～18 18～120 120～500	＞0.63～2.5 ＞1.25～2.5 ＞1.25～5	1～80 80～260 260～500	＞0.63～2.5 ＞1.25～2.5 ＞1.25～5
IT10	1～18 18～120 120～500	＞1.25～5 ＞2.5～5 ＞5～10	1～80 80～260 260～500	＞1.25～2.5 ＞2.5～5 ＞5～10
IT11	1～120 120～500	＞2.5～5 ＞5～10	1～30 30～500	＞1.25～2.5 ＞2.5～5
IT12	1～18 18～500	＞2.5～5 ＞5～10	1～80 80～500	＞2.5～5 ＞5～10

表面粗糙度理论值R 计算公式：

R =（）…………（4）

式中： R －残留表面高度见图1 re －刀尖半径（mm）

图1

SANDVIK公司提供车削黑金属外圆时标准刀尖半径与表面粗糙度关系（表２），KENN

AMETAL提供同样的内容（表3），可做选择进给量时参考。

SANDVIK 推荐值表2

表面粗糙度Ra	刀尖半径（mm）
	0.2	0.4	0.8	1.2	1.6
	进给量f（mm/r）
0.6	0.05	0.07	0.10	0.12	0.14
1.0	0.08	0.11	0.15	0.19	0.22
3.2	0.10	0.17	0.24	0.29	0.34
6.3	0.13	0.22	0.30	0.37	0.43

KENNAMETAL推荐值表3

表面粗糙度	刀尖半径（mm）
	0.4	0.8	1.2	1.6
	进给量f（mm/r）
精加工 ▽▽▽	0.1	0.16	0.25	-
半精加工 ▽▽	0.16	0.25	0.4	0.63
粗加工 ▽	-	0.4	0.63	0.75