數(shù)控車削切削用量的選擇原則、方法及主要問題

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數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速n或切削速度vc（用于恒線速度切削）、進(jìn)給速度vf或進(jìn)給量f。這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取。

切削用量的選用原則

（1）切削用量的選用原則

粗車時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。

選擇切削用量時(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。

精車時(shí)，對(duì)加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。

（2）切削用量的選取方法

①背吃刀量的選擇 粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)8～10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。

②進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定 粗加工時(shí)，由于對(duì)工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時(shí)主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來選取進(jìn)給速度。精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來選取進(jìn)給速度。進(jìn)給速度νf可以按公式νf =f×n計(jì)算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時(shí)一般取0.3～0.8mm／r；精車時(shí)常取0.1～0.3mm/r；切斷時(shí)常取0.05～0.2mm/r。

③切削速度的確定 切削速度vc可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來選取。粗加工或工件材料的加工性能較差時(shí)，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時(shí)，宜選用較高的切削速度。切削速度vc確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式n=l000vc/πD 來確定主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。

在工廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，切削用量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并通過查表的方式進(jìn)行選取。常用硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金切削不同材料時(shí)的切削用量推薦值見表1表2為常用切削用量推薦表，供參考。

表1 硬質(zhì)合金刀具切削用量推

薦表

刀具材料

工件材料

粗 加 工

精 加 工

切削速度（m／min

進(jìn)給量（mm／r）

背吃刀量mm

切削速度（m／min

進(jìn)給量（mm／r）

背吃刀量mm

硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金

碳鋼

220

0.2

3

260

0.l

0.4

低合金剛

180

0.2

3

220

0.l

0.4

高合金鋼

120

0.2

3

160

0.l

0.4

鑄鐵

80

0.2

3

120

0.l

0.4

不銹鋼

80

0.2

2

60

0.l

0.4

鈦合金

40

0.2

1.5

150

0.l

0.4

灰鑄鐵

120

0.2

2

120

0.15

0.5

球墨鑄鐵

100

0.2

0.3

2

120

0.15

0.5

鋁合金

1600

0.2

1.5

1600

0.l

0.5

表2 常用切削用量推薦表

工件材料

加工內(nèi)容

背吃刀

ap／mm

切削速度vc／m·min-1

進(jìn)給量f/mm·r-l

刀具材料

碳素鋼σb>600MPa

粗加工

5-7

60～80

0.2～0.4

YT類

粗加工

2-3

80～120

0.2～0.4

精加工

2-6

120～150

0.1～0.2

碳素鋼σb>600MPa

鉆中心孔

500～800r·min-1

鉆中心孔

W18Cr4V

鉆孔

25～30

鉆孔

切斷（寬度<5mm）

70～110

0.1～0.2

切斷（寬度<5mm）

YT類

鑄鐵HBS<200

粗加工

50～70

0.2～0.4

YG類

精加工

70～100

0.1～0.2

切斷（寬度<5mm）

50～70

0.1～0.2

切斷（寬度<5mm）

50～70

0.1～0.2

切斷（寬度<5mm）

（3）選擇切削用量時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

①主軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取外，還可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定，需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。根據(jù)切削速度可以計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速。

②車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，因其傳動(dòng)鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具沿主進(jìn)給軸（多為Z軸）方向位移一個(gè)螺距即可。

在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）為：n≤（1200/P）－k式中P——被加工螺紋螺距，mm； k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。

數(shù)控車床車螺紋時(shí)，會(huì)受到以下幾方面的影響：

●螺紋加工程序段中指令的螺距值，相當(dāng)于以進(jìn)給量f（mm／r）表示的進(jìn)給速度vf。如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進(jìn)給速度vf （mm／min）則必定大大超過正常值。

●刀具在其位移過程的始終，都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束，由

于升降頻率特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求。

●車削螺紋必須通過主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā)生器（編碼器），當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，通過編碼器發(fā)出的定位脈沖（即主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)所發(fā)出的一個(gè)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)）將可能因“過沖”（特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)）而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋（俗稱“亂扣”）。