選擇合理切削用量是切削加工中十分重要的環(huán)節(jié)，切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。選擇合理切削用量時，必須考慮加工性質(zhì)。合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能和機(jī)床性能，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本的切削用量。常用的原則是在最低成本的條件下所能獲得的較高的生產(chǎn)率。今天小編跟大家分享一下選擇切削用量的途徑以及合理切削用量的選擇方法。

選擇切削用量的途徑

影響切削用量的因素很多，有工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)、工藝類別、加工工序以及具體的使用條件，如機(jī)床、裝夾、切削液等眾多的因素，加上這些因素的不確定性及難以量化的特點(diǎn)，因此尚無一個方法來精確地算出切削用量。一般獲得切削用量的途徑有三條：

1. 查手冊 

一般可以查到切削速度、進(jìn)給量和刀具壽命。手冊上的數(shù)據(jù)是通過特定條件下的切削試驗來建立計算切削用量的數(shù)學(xué)模型，由于具體使用條件與試驗條件的差別，采用時要作一定的修正，并在以后的使用中再作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2. 查刀具制造商的樣本或由他們提供的光盤 

這些樣本或光盤在介紹產(chǎn)品的同時也推薦相對應(yīng)的切削速度和進(jìn)給量，這些數(shù)據(jù)不僅對于該公司的刀具有參考的價值，對于相同類型的刀具加工同一類工件材料也有一定的借鑒作用，使用時也要在應(yīng)用中加以調(diào)整，使其更符合使用條件。

3. 做切削試驗 

把試驗的條件盡可能符合實(shí)際的使用狀況，所獲得的結(jié)果最可靠。為了使切削試驗的結(jié)果有可比性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對車刀、立銑刀、鉆頭的試驗條件、程序及數(shù)據(jù)處理都作了嚴(yán)格的規(guī)定，我國也頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 16461—1996《單刃車削刀具壽命試驗》、GB/T 16459—1996《面銑刀壽命試驗》、GB/T 16460—1996《立銑刀壽命試驗》。

合理切削用量的選擇方法

1. 背吃刀量a_p 的選擇 

在切削用量三要素中，通常先選背吃刀量，一般根據(jù)加工性質(zhì)和加工余量來確定。還要考慮工件材料、刀具材料、機(jī)床和加工工序等具體的工藝因素，對余量作合理的分配。從車削的生產(chǎn)率計算公式可見，生產(chǎn)P=A₀v_cfa_p(其中A₀為常數(shù))，提高a_p，生產(chǎn)率成正比提高，還因為a_p對刀具壽命的影響最小，在刀具壽命一定時，增加a_p比增加f 對提高生產(chǎn)率有利。因此，粗加工時，盡可能取大的a_p值，減少進(jìn)給的次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。但加大a_p使切削力增加，尤其在余量大的時候切削力會很大，a_p的增加應(yīng)受機(jī)床功率和系統(tǒng)剛性的限制。在半精加工或精加工時，加工余量應(yīng)取較小的值，以減小切削力和變形，增加刀具壽命，保證加工質(zhì)量，然而對于加工硬化嚴(yán)重的材料，最小的背吃刀量應(yīng)超過上道工序產(chǎn)生的硬化層的深度。

a_p一般根據(jù)加工性質(zhì)與加工余量確定。切削加工一般分為粗加工(表面粗糙度值Ra=50～12. 5μm)、半精加工（Ra=6. 3～3. 2μm）和精加工（Ra=1. 6～0.8μm）。例如在中等功率機(jī)床上采用硬質(zhì)合金刀具車外圓時，粗車取a_p=2~6mm，半精車取a_p=0.3~2mm，精車取a_p=0.1~0.3mm。

在下列情況下，粗車要分多次進(jìn)給：

（1）加工余量過大，一次進(jìn)給的切削力過大，以致機(jī)床功率不足或刀具強(qiáng)度不夠。

（2）工藝系統(tǒng)剛度較低，或加工余量極不均勻，引起很大振動時，如加工細(xì)長軸和薄壁工件時。

（3）斷續(xù)切削，刀具會受到很大沖擊而造成打刀時。

即使是在上述情況下，也應(yīng)把第一次進(jìn)給或前幾次進(jìn)給的a_p取得盡量大些，若為兩次進(jìn)給，則第一次的a_p一般取加工余量的2/3~3/4。應(yīng)盡量使背吃刀量超過硬皮或冷硬層厚度，以預(yù)防刀尖過早磨損。

2. 進(jìn)給量f 的選擇 

進(jìn)給量對刀具壽命的影響比背吃刀量大，但比切削速度小。進(jìn)給量主要根據(jù)工件材料的強(qiáng)度、硬度、刀具材料類別、加工工序等因素按經(jīng)驗或樣本、手冊等資料選取。

（1）粗加工時，對已加工表面質(zhì)量要求不高，這時切削力較大，進(jìn)給量f 的選擇主要受切削力的限制。在刀桿、工件剛度、刀片與機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下，選取較大的進(jìn)給量。

（2）半精加工和精加工時，因背吃刀量a_p較小，產(chǎn)生的切削力不大，進(jìn)給量的選擇主要受加工表面質(zhì)量的限制。當(dāng)?shù)毒哂泻侠淼倪^渡刃、修光刃且采用較高的切削速度時，進(jìn)給量f 可適當(dāng)選大些，以提高生產(chǎn)效率。

在生產(chǎn)中，進(jìn)給量常常根據(jù)經(jīng)驗通過查表來選取。粗加工時，進(jìn)給量可根據(jù)工件材料、車刀刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量a_p來選擇。表1-9中給出了硬質(zhì)合金刀具粗車外圓的進(jìn)給量。

在半精加工和精加工時，應(yīng)按加工表面粗糙度值的大小，根據(jù)工件材料和預(yù)先估計的切削速度v_c與刀尖圓弧半徑r_ε來選取f，如表1-10所示。

按經(jīng)驗確定的粗車進(jìn)給量f在某些特殊情況下，如切削力很大、工件長徑比很大、刀桿伸出長度很大（車內(nèi)孔）時，需要進(jìn)行刀桿強(qiáng)度和剛度、刀片強(qiáng)度、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、工件剛度等方面的校驗。最后，應(yīng)按機(jī)床說明書來確定進(jìn)給量。

3. 切削速度v_c 的選擇 

當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖?em>T、背吃刀量a_p與進(jìn)給量f 確定后，即可計算切削速度v_c

式中 Kv_c——切削速度修正系數(shù)，與刀具材料和幾何參數(shù)、工件材料等有關(guān)。

C_v、x_v、y_v、m及Kv_c值可查表1-11。

切削速度確定之后，即可算出機(jī)床轉(zhuǎn)速n（r/min）

n=1000v_c/πd_w

選定的轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書確定（取相近較低的轉(zhuǎn)速n），最后再根據(jù)選定的轉(zhuǎn)速來計算實(shí)際切削速度。

在生產(chǎn)中選擇切削速度的一般原則是：

（1）粗車時，a_p和f 較大，故選擇較低的v_c；反之精車時選擇較高的v_c 。

（2）工件材料強(qiáng)度、硬度高時，應(yīng)選較低的v_c 。

（3）切削合金鋼比切削中碳鋼切削速度降低20%～30%；切削調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼比切削正火、退火狀態(tài)鋼要降低切削速度20%～30%；切削有色金屬比切削中碳鋼的切削速度可提高100%～300%，如表1-11所示。

（4）刀具材料的切削性能越好，切削速度也選得越高，如硬質(zhì)合金的切削速度比高速鋼刀具可高幾倍，涂層刀具的切削速度比未涂層刀具要高，陶瓷、金剛石和CBN刀具可采用更高的切削速度。

在確定切削速度時，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）精加工時，應(yīng)盡量避開積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。

（2）斷續(xù)切削時，為減少沖擊和熱應(yīng)力，宜適當(dāng)降低切削速度。

（3）在易發(fā)生振動情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動的臨界速度。

（4）加工大型工件、細(xì)長件和薄壁工件或帶外皮的工件，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。

校驗機(jī)床功率，切削功率：P_c＝F_cv_c×10-3kwP_Eη _m。P_E可從機(jī)床說明書中查詢，如不能滿足上式，就要進(jìn)行分析，適當(dāng)減小所選切削用量。

切削用量三要素對刀具壽命的影響程度不同，由大到小影響次序是：v_c、f、a_p。為保持已確定的刀具壽命，若提高其中一要素，則必須相應(yīng)地降低另外兩要素（見表1-12、表1-13）?？梢娗邢饔昧咳貙ιa(chǎn)率的影響程度是不同的。