数控 车削切削用量选择
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。
目录
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： . (min)1000p
p a f V D
L a f n L t ??????=??=
πδδ………（1） 式中： L －每次走刀的行程长度 （mm ）
δ－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=
Z
p
Y
X
R
a f V C ?? （min ） (2)
式中： C R －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 =0.637GP α的低碳钢（f>0.7mm/r ）切削用量与刀具耐用度的关 系为：
T =
75
.025
.25
p
R
f
V C α?? (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。
表面粗糙度理论值R
m ax 计算公式：
R m ax =100082
?e
r F （μ） (4)
式中： R
m ax －
残留表面高度 见图1
r e － 刀尖半径 （mm ）
????
?
?
图1
SANDVIK 公司提供车削黑色金属外圆时标准刀尖半径与表面粗糙度关系（表２），KENNAMETAL 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
如果采用修光刃刀片（Wiper），获得同样粗糙度时，进给量大体可提高一倍。加工铝合金.黄铜等材料时，进给量也可提高，而加工细长孔时，进给量则需适度降低。
五. 切削速度V：切削速度对刀具耐用度的影响最大，应该说要求刀具耐用度达到多长时间是确定切削速度的前提。
切削速度与刀具耐用度的关系式为：
V T m = C o (5)
式中：T —刀具耐用度（min）
m —指数，表示V 对T的影响程度
C o—系数，与刀具.工件材料和切削条件有关
上式为重要的刀具耐用度方程式，指数m表示V 对T的影响程度，耐热性愈差的刀具材料其m值愈小.则切削速度V 对刀具耐用度T的影响就愈大。对高速钢刀具m=0.1～0.125；硬质合金刀具m=0.2～0.4；陶瓷刀具m约为0.4。在常用的切削速度范围内公式（5）完全可以适用，但在较宽的切削速度范围内实验就不完全适用了。
刀具耐用度优化指标有三种：一是经济耐用度（最低成本耐用度），采用此种耐用度成本低有利于市场竞争，在产品初创阶段.不太畅销阶段最为适宜。二是最大利润耐用度，宜用于产品销路畅通.供不应求时以获最大利润。三是最大生产率耐用度，是在产品急需情况下如战时.救灾等不计成本时采用。
常规生产理应采用最大利润耐用度，但在实际应用中生产厂家往往没有明确的刀具耐用度优化指标，按班次.或观察磨损情况换刀。一般对制造刃磨都比较简单. 成本不高的刀具耐用度可低一些，反之则高一些。在通用机床上，资料推荐以及从用户使用情况分析，硬质合金车刀耐用度大致为60～90 min，钻头耐用度大致为80～120 min，硬质合金端铣刀耐用度大致为90～180 min。对于装卡调正比较复杂的刀具其耐用度要高，如组合机床刀具其耐用度常为通用机床的3～9倍。加工大型工件时，如车削很长的轴.为避免中途换刀，刀具耐用度也要高一些，可相当于中小件加工刀具其耐用度的2～3倍。
知名刀具厂商的样本对每种刀具及加工相应材料都推荐了切削速度，实用中我们根本达不到其推荐值，这是因为其所取刀具耐用度较低。刀具厂商所取刀具耐用度大体属最大生产率耐用度，而正常生产取耐用度时间要高得多，以SANDVIK硬质合金刀片为例，该公司是以刀具耐用度15 min为准给定的切削速度，（ISCAR,株州刀具公司也是15 min，其它公司未明确）其指数m按样本数据推算该公司取m=0.25，故公式（5）表达为：
V ×15 0.25 = C 0 ... ... (6)
刀具耐用度在不是15 min情况下使用，切削速度就要乘上修正系数如表4：
例如车削45钢：刀片材料GC4025，进给量f=0.4 mm/ r，SANDVIK样本推荐切削速度
为290m/ min。为一般用户做工艺方案时，选定刀具耐用度90 min，则
V90 = 290 ×0.64 = 185 m/ min
对大量生产.用户要求较高生产率的，选定刀具耐用度60 min，则
V60 = 290 ×0.71 = 205 m/ min
一般情况下先确定切削速度.再根据工件直径计算机床转数。某些情况下切削速度反过来是根据机床转数确定的。如受到机床最高转数. 最低转数.分档转数限制；卡具.中心架允许最高转数限制；以及由于工件刚度不足.尺寸过大限制了转数等。另需强调一点，精加工和半精加工为了抑制积屑瘤的产生.提高表面加工质量，黑色金属应采用较高的切削速度（>80～100 m/ min）。精车时车刀的磨损往往是影响加工精度的重要因素，因此除选用耐磨性较好的刀片外，还应尽可能使车刀在最佳切削速度范围工作。
六.切削用量推荐值：前述像SANDVIK等著名刀具厂商.对应各种材料，各种加工方式的刀片种类齐全，样本中有条件列出各种情况的切削用量推荐值，可参考选用或按确定的刀具耐用度折算选用。但有的刀具厂商刀具品种不全，针对性不强，也没有完整的切削用量推荐值。可参考下列各表选用。
铝合金加工为避免积屑瘤，切削速度应大于400m/ min；含硅量大于10%时应用金刚石
车刀。
对于孔加工.由于刀杆刚度薄弱，切削用量随刀杆的长径比增加而减少。长径比L/D>4时，要用硬质合金刀杆代替钢制刀杆。L/D>6时则应用防振刀杆。
硬质合金涂层刀片车削内孔内端面切削用量推荐值表6
钻孔采用高速钢钻头时，一般用外部冷却。其切削用量与钻头直径有关.与长径比L/D 有关。在L/D≤3，外部冷却时，推荐值如表7。
钻孔采用硬质合金钻头时，其切削用量推荐值如表8，9。
用内冷却硬质合金钻头时，可提高切削速度其切削用量推荐值如表9。
当采用硬质合金可换刀片钻头其切削速度更高，但进给量有所减小。见各厂商刀具样本。
经镗孔或扩孔后铰孔，其加工余量不能太大：2αp =0.06～0.30mm切削速度要低，进给量要大。加工钢件切削速度V=1.5～5 m/ min，进给量f=0.3～2.0mm；加工铸件切削速度V=8～10 m/ min，进给量f=0.5～1.0mm。
三角形刀片车螺纹.切尖槽时切削用量推荐值见表10。机卡.切槽刀片切宽槽切削用量推荐值见表11。
三角形刀片车螺纹.切尖槽切削用量推荐值表10
内圆.端面切槽时，切宽槽切削用量要降低15～20%；当采用ISCAR霸王刀纵切时. 切深αp 要相应增加，轴向切削力作用使刀片倾斜以造成适于切削的刀具偏角。
车螺纹时螺距和牙型角决定了螺纹深度，螺纹刀尖往往比较薄弱.要求切入次数较多。表12列出公制螺纹单刀加工外螺纹时的切入次数。加工内螺纹时. 切入次数要增加2～3次；用陶瓷刀.以及加工不锈钢切入次数也要增加2～3次。
旋角更大还需要自制多把刀具。有的多头蜗杆导程很大必须使用高速钢刀具在极低转数下切削，每次吃刀深应在0.1～0.2 mm范围内递减，最后一刀避免小于0.08 mm。
CNC加工中心刀具的选择与切削用量的确定
CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用C AD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 3)镗削刀具； 4)铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： 1)刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； 2)互换性好，便于快速换刀； 3)寿命高，切削性能稳定、可靠； 4)刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 5)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择
切削用量的选择 1
切削用量的选择 选择合理的切削用量，要综合考虑生产率、加工质量和加工成本。一般地，粗加工时，由于要尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，应优先选择大的背吃刀量，其次选择较大的进给量。最后根据刀具耐用度，确定合适的切削速度。精加工时，由于要保证工件的加工质量，应选用较小的进给量和背吃刀量，并尽可能选用较高的切削速度。 (1)背吃刀量的选择 粗加工的背吃刀量应根据工件的加工余量确定，在保留半精加工余量的前提下，应尽量用一次走刀就切除全部粗加工余量；当加工余量过大或工艺系统刚性过差时，可分二次走刀。第一次走刀的背吃刀量，一般为总加工余量的2／3—3／4。在加工铸、锻件时，应尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。半精、精加工的切削余量较小，其背吃刀量通常都是一次走刀切除全部余量。 (2)进给量的选择 粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。在工艺系统刚度和强度良好的情况下，可选用较大的进给量值。表1.4 为粗车时进给量的参考值。由于进给量对工件的已加工表面粗糙度值影响很大，一般在半精加工和精加工时，进给量取得都较小。通常按照工件加工表面粗糙度值的要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度等条
件来选择合理的进给量。当切削速度提高，刀尖圆弧半径增大，或刀具磨有修光刃时，可以选择较大的进给量，以提高生产率。 表 1.4 硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面时的进给量 注：1.加工断续表面及有冲击的加工时，表内的进给量应乘系数K=0.75～0.85。 2.加工耐热钢及其合金时，不采用大于1.0 mm/r 的进给量。 3.加工淬硬钢时，表内进给量应乘系数K=0.8（当材料硬度为44～56HRC）或K=0.5（当硬度为57～62HRC时）。
数控车削切削用量的选择原则、方法及主要问题
数控车削切削用量的选择原则、方法及主要问题 数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc（用于恒线速度切削）、进给速度vf或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。 切削用量的选用原则 （1）切削用量的选用原则 粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。 选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。 精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。 （2）切削用量的选取方法 ①背吃刀量的选择粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小，可一次切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达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进给速度（进给量）的确定粗加工时，由于对工件的表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度νf 可以按公式ν f =f×n计算，式中f表示每转进给量，粗车时一般取0.3～0.8mm ／r；精车时常取0.1～0.3mm/r；切断时常取0.05～0.2mm/r。 ③切削速度的确定切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选取。实际加工过程中，也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。粗加工或工件材料的加工性能较差时，宜选用较低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时，宜选用较高的切削速度。切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径（D）按公式n=l000vc/πD 来确定主轴转速n（r/min）。在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取。常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表1表2为常用切削用量推荐表，供参考。
第十一章 切削用量的制定
第十一章切削用量的制定 切削用量的制定直接影响生产效率和加工成本。学习本章后应能够根据具体条件和要求，正确地选择切削用量。 11．1 必备知识和考试要点 1．了解切削用量的制定原则。 2．掌握粗加工时切削用量的选择方法。 3．明确限制选择切削用量的因素和解决办法。 11．2 典型范例和答题技巧 [例11．1] 选择切削用量的原则是什么?从刀具耐用度出发时，按什么顺序选择切削用量?从机床动力出发时，按什么顺序选择切削用量?为什么? [答案] 选择切削用量的原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量αp，其次要在机床动力和刚度允许，又能满足加工表面粗糙度的前提下，选取尽可能大的进给量厂，最后根据确定的刀具耐用度选取或计算切削速度v。 以刀具耐用度选择切削用量时，选择的顺序应为αp—f—v。其理由可从刀具耐用度表达式T=C T/v X f Yαp Z中，由于X>Y>Z，即切削速度v对刀具耐用度影响最大，其次是进给量f，背吃刀量αp的影响最小。按这个顺序选择切削用量，得到的生产率最高。如果生产率不变，按这个顺序选择切削用量，刀具耐用度最高。 根据机床动力选择切削用量时，选择的顺序应为．f—v—αp. 其理由从机床功率的计算 公中，由于 1=X Fz>Y Fz>n Fz; 当nF z=0时，影响切削功最小的是f，其次是v与αp；当nF z<0时，通常X，>1十nF，影响切削功率最小的是f，其次是v，最后是αp所以，从机床动力考虑，理论上首先应按影响功率最小的f、其次v、最后αp的顺序选择切削用量。但实际上，考虑αp取小值时，会增加走刀次数，从而增加了辅助工时，因此生产中一般仍按αp—f—v的顺序选择切削用量，即先选择尽可能大的αp，其次选择尽可能大的f, 最后确定v。 [例11．2] 粗加工时进给量选择受哪些因素限制?当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增加进给量，而保证表面粗糙度要求? [答案] 粗加工时切削力很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。最大进给量主要受以下因素限制：(1)机床进给机构的强度；(2)车刀刀杆的强度和刚度； (3)工件装夹刚度；(4)硬质合金或陶瓷刀片的强度。 半精加工和精加工时，进给量的选择受到表面粗糙度的限制。此时为减小加工表面粗糙度，可适当增大刀尖圆弧半径γε、减小副偏角κr9，采用修光刃等办法。此外，可增大前角γo，提高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施，以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。 [例11．3] 如果选定切削用量后发现超过机床功率时，应如何解决? [答案] 理论上影响机床功率大小的因素排列顺序是αp—v—f，所以，选定的切削用量超过机床功率时，也应按上述顺序减小切削用量。但考虑减小αp，会增加走刀次数，增加辅助工时，所以在不希望增加走刀次数的情况下，首先应适当降低v，然后再考虑减小f。 [例11．4] 制定切削用量时，影响切削速度的因素有哪些?解释其原因。 [答案] 制定切削用量时，依次选择背吃刀量αp和进给量f后，可用计算或查表来选择切削速度v。从公式和表格中可以看出影响切削速度的因素有：(1)背吃刀量αp、进给量f与速度v成反比例关系，即粗加工时，由于αp和f均较大，故应选择较低的v；精加工时，αp 和f均较小，故应选择较高的v。(2)工件材料的性能影响切削速度v。 工件材料强度、硬度较高时，应选较低的v，反之则选较高的v；工件材料加工性愈差，则v也选得愈低。(3)刀具材料的性能影响切削速度v。刀具材料切削性能愈好，v可选得愈
数控机床加工的切削用量
数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p 和进给量f ，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。 1. 数控车床切削用量 1）切削深度a p 在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm 。 切削深度ap 计算公式：a p = 式中： d w —待加工表面外圆直径，单位mm d m —已加工表面外圆直径，单位mm. 2）切削速度Vc ① 车削光轴切削速度V c 光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。 切削速度Vc 计算公式： Vc= 式中： d —工件或刀尖的回转直径，单位mm n —工件或刀具的转速，单位r/min 表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表 2 m w d d
注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。 ②车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式： n≤–k 式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。k—保险系数，一般为80。 3）进给速度 进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。 ⑴确定进给速度的原则 ①当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。 ②切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。 ③刀具空行程尽量选用高的进给速度。 ④进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。 ⑵进给速度V f的计算V f = n f 式中：n—车床主轴的转速，单位r/min。f—刀具的进给量，单位mm/r。 表2为硬质合金车刀车粗车外圆和端面进给量参考表，表3为按表面粗糙度选择进给量参考表。 表2 硬质合金车刀粗车外圆及端面进给量参考表
夹具、刀具的选择及切削用量的确定
夹具、刀具的选择及切削用量的确定 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、夹具的选择、工件装夹方法的确定 1．夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 2．夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。
3．零件的安装品质新空间 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点： 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 二、刀具的选择及对刀点、换刀点的设置 1．刀具的选择 与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。（1）车削用刀具及其选择数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 1）尖形车刀尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。2）圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点：一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上
切削用量的合理选择
切削用量的合理选择 切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。在确定了刀具几何参数后，还需选定合理的切削用量参数才能进行切削加工。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、转矩），在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。选择合理的切削用量时，必须考虑合理的刀具寿命。 切削用量的选择原则 切削用量与刀具使用寿命有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具使用寿命，而合理的刀具使用寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具使用寿命和最低成本刀具使用寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 粗车切削用量的选择 对于粗加工，在保证刀具一定使用寿命前提下，要尽可能提高在单位时间内的金属切除量。在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素绝保持线性关系，即其中任一参数增大一倍。都可使生产率提高一倍。然而由于刀具使用寿命的制约，当任一参数增大时，其他二参数必须减少。因此，在制定切削用量时，三要素的最佳组合，此时的高生产率才是合理的。由刀具寿命经验公式知，切削用量各因素对刀具使用寿命的影响程度不同，切削速度对使用寿命的影响最大，进给量次之，被吃刀量影响最小。所以在选择粗加工切削用量时，当确定刀具使用寿命合理数值后，应首先考虑增大被吃刀量，其次增大进给量，然后根据使用寿命、被吃刀量和进给量的值计算出切削速度，这样既能保持刀具使用寿命，发挥刀具切削性能，又能减少切削时间，提高生产率。被吃刀量应根据加工余量和加工系统的刚性确定。 精加工切削用量的选择 选择精加工或半精加工切削用量的原则是在保证加工质量的前提下，兼顾必要的生产率。进给量根据工件表面粗糙度的要求来确定。精加工时的切削速度应避开积屑瘤区，一般硬质合金车刀采用高速切削。 大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免在切削时中途换刀，刀具使用寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。 切削用量制定 目前许多工厂是通过切削用量手册、
金属切削运动和切削要素
金切基础：金属切削运动和切削要素 金属切削加工虽有多种不同的形式，但是，它们在很多方面如切削运动、切削工具以及切削过程的物理实质等，都有着共同的现象和规律。 第一节切削运动及切削要素 一、零件表面的形成及切削运动 机器零件的形状主要由下列几种表面组成： （1）外圆面 （2）内圆面（孔）：外圆面和内圆面（孔）是以某一直线为母线，以圆为轨迹，作旋转运动所形成的表面。 （3）平面:平面是以一直线为母线，以另一直线为轨迹，作平移运动所形成的表面。（4）成形面:成形面是以曲线为母线，以圆或直线为轨迹，作旋转或平移运动所形成的表面。 1．主运动 主运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使刀具前刀面接近工件而实现切削。它速度最高，消耗功率最大。 2．进给运动 进给运动使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切除切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 各种切削加工方法（车削、钻削、刨削、铣削、磨削和齿轮加工等）都是为了加工某种表面而发展起来的，因此，也都有其特定的切削运动。切削运动有旋转的，也有直行的；有连续的，也有间歇的。 切削时,实际的切削运动是一个合成运动其方向由合成切削速度角η确定的。 二、切削用量 切削用量用来衡量切削运动量的大小。 在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。 1．切削速度vc 切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。单位为m/s或m/min. 若主运动为旋转运动，切削速度一般为其最大的线速度。可按下式计算： vc=πdn/1000 m/s或m/min 式中：d—工件或刀具的直径，mm； n—工件或刀具的转速，r/s或r/min。 若主运动为往复直线运动（如刨削、插削等），则常以其平均速度为切削速度，即 vc=2Lnr/1000 m/s或m/min 式中L —往复行程长度（mm） nr —主运动每秒或每分钟的往复次数，st/s或str/min 2.进给量 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量。用单齿刀具（如车刀、刨刀等）加工时，进给量常用刀具或工件每转或每行程，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量来度量，称为每转进给量或每行程进给量，以f表示，单位为mm/r或mm/st （图1-3）。 用多齿刀具（如铣刀、钻头等）加工时，进给运动的瞬时速度称进给速度，以vf表示，单位为mm/s或mm/min。
车削加工操作中切削用量的选择
车削加工操作中切削用量的选择 摘要：切削用量的选择关系到能否合理使用刀具与机床，对保证加工质量、提高生产效率和经济效益，都具有很重要的意义。本文介绍在粗车、半精车和精车时，如何正确和合理地选用切削深度、进给量和切削速度。 关键词：切削用量切削深度进给量切削速度 切削用量是度量主运动和进给运动大小的参数。它包括切削深度、进给量和切削速度。切削用量的选择关系到能否合理使用刀具与机床，对保证加工质量、提高生产效率和经济效益，都具有很重要的意义。 合理地选择切削用量是指在工件材料、刀具材料和几何角度及其他切削条件已经确定的情况下，选择切削用量三要素中的最优化组合来进行切削加工。选择切削用量，不仅对切削阻力、切削热、积屑瘤、工件的加工精度、表面粗糙度有很大的影响，而且还与提高生产率，降低生产成本有密切的关系。虽然加大切削用量对提高生产效率有利，但过分增加切削用量却会增加刀具磨损，影响工件质量，甚至会撞坏刀具，产生“闷车”等严重后果，所以应合理选择切削用量。 合理的切削用量应在保证安全生产，不发生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分地发挥机床的潜力和刀具的切削性能，在不超过机床的有效功率和工艺系统刚性所允许的额定载荷的情况下，尽量选用较大的切削用量。 一、粗车时切削用量的选择 粗车时，加工余量较大，我们主要应考虑尽可能提高生产效率和保证必要的刀具寿命。由于切削温度对刀具磨损影响最大，切削速度增大，导致切削温度升高，刀具磨损加快，刀具使用寿命明显下降，这是不希望发生的。所以我们应首先选择尽可能大的进给量，然后再选取合适的切削深度，最后在保证刀具经济耐用度的条件下，尽可能选用较大的切削速度。 1.选用切削深度 切削深度应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。 （1）在保留半精加工余量和精加工余量后，应尽量将剩下的余量一次切除，以减小走刀次数。 （2）若总加工余量太大时，一次切除所有余量将会引起机床明显的振动，还会导致刀具强度和机床功率不能承受，这时就应分两次或多次进刀，第一次进刀的深度应选得大一些。特别是当切削零件表面有硬皮的铸铁、锻件毛坯或不锈钢等冷硬现象较严重的材料时，应尽量使切削深度超过硬皮或冷硬层的厚度，以免刀尖过早磨损或破损。
数控车床切削用量的选择
切削用量(a p、f、v)选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。在2.3.3中对于切削用量选择的总体原则进行了介绍，在这里主要针对车削用量的选择原则进行论述：粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量a p，其次选择一个较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度v。增大背吃刀量a p可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此精车时应选用较小（但不太小）的背吃刀量a p和进给量f，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。 1．背吃刀量a p的确定在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小，常取0.1～0.5㎜。 2．进给量f（有些数控机床用进给速度V f）进给量f的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高的进给速度（2000㎜/min以下）。在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。粗车时，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精车时常取f=0.1～0.3㎜/r，切断时f=0.05～0.2㎜/r。 3．主轴转速的确定（1）光车外圆时主轴转速光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可以根据实践经验确定。需要注意的是，交流变频调速的数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度确定后，用公式n =1000 v c/πd 计算主轴转速n（r/min）。表5-9为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值。如何确定加工时的切削速度，除了可参考表5-6列出的数值外，主要根据实践经验进行确定。表5-6硬质合金外圆车刀切削速度的参考值
数控铣床切削用量的选择 如何选择切削用量
数控铣床切削用量的选择如何选择切削用量 在数控机床上加工零件时，切削用量都预先编入程序中，在正常加工情况下，人工不予改变。只有在试加工或出现异常情况时．才通过速率调节旋钮或电手轮调整切削用量。因此程序中选用的切削用量应是最佳的、合理的切削用量。只有这样才能提高数控机床的加工精度、刀具寿命和生产率，降低加工成本。 影响切削用量的因素有： 机床切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率以及主轴转速范围、进给速度范围之内。机床—刀具—工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。切削用量的选择应使机床—刀具—工件系统不发生较大的“振颤”。如果机床的热稳定性好，热变形小，可适当加大切削用量。 刀具刀具材料是影响切削用量的重要因素。表6-2是常用刀具材料的性能比较。 数控机床所用的刀具多采用可转位刀片（机夹刀片）并具有一定的寿命。机夹刀片的材料和形状尺寸必须与程序中的切削速度和进给量相适应并存入刀具参数中去。标准刀片的参数请参阅有关手册及产品样本。 表6-2 常用刀具材料的性能比较 刀具材料切削速度耐磨性硬度硬度随温度变化高速钢最低最差最低最大 硬质合金低差低大 陶瓷刀片中中中中 金刚石高好高小 工件不同的工件材料要采用与之适应的刀具材料、刀片类型，要注意到可切削性。可切削性良好的标志是，在高速切削下有效地形成切屑，同时具有较小的刀具磨损和较好的表面加工质量。较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量，可以获得较好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工精度。 冷却液冷却液同时具有冷却和润滑作用。带走切削过程产生的切削热，降低工件、刀具、夹具和机床的温升，减少刀具与工件的摩擦和磨损，提高刀具寿命和工件表面加工质量。使用冷却液后，通常可以提高切削用量。冷却液必须定期更换，以防因其老化而腐蚀机床导轨或其他零件，特别是水溶性冷却液。 以上讲述了机床、刀具、工件、冷却液对切削用量的影响。切削用量的选择原则参考2.3.3和4.2.2的内容，下面主要论述铣削加工的切削用量选择原则。 铣削加工的切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量或侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。 1.背吃刀量a p或侧吃刀量a e 背吃刀量a p为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，a p为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。侧吃刀量a e为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，a e为被加工表面宽度；而圆周铣削时，a e为切削层深度，见图6-29。 图6-29 铣削加工的切削用量
学会切削用量选用一般方法
任务3 学会切削用量选用一般方法 1．3．1刀具切削用量的概念 切削用量表示主运动及进给运动参数大小的数量，是切深、进给量和切削速度三要素的总称，用来描述切削加工运动量。铣削加工的切深分背吃刀量和侧吃刀量。 1．切削深度 (1)车削时的背吃刀量 背吃刀量是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上测量的已加工表面与待加工表面之间的距离，单位为mm 。如图1-3-1（a ），外圆车削时，其背吃刀量（a p ）可由下式计算： 2 m w p d d a -= 式中 ： d w w ——工件待加工表面直径，单位为mm ； d m ——工件已加工表面直径，单位为mm 。 (2)铣削吃刀量 如图1-3-1（b ）（c ）,铣削加工的背吃刀量（a p ）为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，背吃刀量为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。 侧吃刀量（a e ）为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，a e 为被加工表面宽度；而圆周铣削时，侧吃刀量为切削层深度。 (3)切削深度的选用 切削深度的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定： (a)车削用量 (b)周铣切削用量 (C)端铣切削用量 图1-3-1切削用量示意图
余量不大，力求粗加工一次进给完成，但是在余量较大，或工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可多次分层切削完成。 当工件表面粗糙度值要求不高时，粗加工，或分粗、半精加工两步加工；当工件表面粗糙度值要求较高，宜分粗、半精、精加工三步进行。 2．进给量 (1)车削时的进给量 如图1-3-1（a ）,车削刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，可用刀具或工件每转(主运动为旋转运动时)的位移量来表达和测量，单位为mm ／r (2)铣削时的进给量 如图1-3-1（b ）（c ）,铣削加工的进给量f （㎜/r ）是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；对于多齿刀具(如钻头、铣刀)，每转中每齿相对于工件在进给运动方向上的位移量称为每齿进给量f Z 。，单位为mm ／z 。显然： f Z =z f （式中，z 为刀齿数） 进给速度F （㎜/min ）是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给速度与进给量的关系为： z nf nf F z ==。 （n 为铣刀转速，单位r /min ） (3) 进给量的选用 进给量的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。 工件材料强度和硬度越高，切削力越大，每齿进给量宜选得小些；刀具强度、韧性越高，可承受的切削力越大，每齿进给量可选得大一些；工件表面粗糙度要求越高，每齿进给量选小些；工艺系统刚性差，每齿进给量应取较小值。 3．切削速度 如图1-3-1（a ）（b ）（c ）,切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m ／min 。当主运动为旋转运动时，其计算公式为 c v = 1000n d π 式中: d ——切削刃上选定点所对应的工件或刀具的直径，单位为mm 。 n ——主运动的转速，单位为r ／min 。 选择切削速度时，不可忽视以下几点：
切削用量选择例题.doc
[例2-2] 按图2-43所示工序图的要求，在CA6140型车床上车外圆。已知毛坯直径为mm，工件材料为45钢，；采用牌号为YT15的焊接式硬质合金外圆车刀加工，刀杆截面尺寸为；车刀切削部分几何参数为：，，，，，，，。试为该车削工序选取切削用量。 图2-43 工序草图 解为达到图2-43规定的加工要求，此工序需安排粗车和半精车两次走刀，粗车时将mm外圆车至mm，半精车时将mm外圆车至mm。 1．确定粗车切削用量 （1）背吃刀量。 （2）进给量根据已知条件，从表2-5中查得，根据所用CA6140车床的技术参数，实际取。 （3）切削速度切削速度可由式（2-29）计算，也可查表确定，本例采用查表法确定。从表2-7查得，由可推算出机床主轴转速n
r/min 根据所用CA6140型车床的主轴转速数列，取r/min，故实际切削速度为 m/min （4）校核机床功率本章第四节[例2-1]已为本例计算出了切削功率。查阅机床说明书知，CA6140车床电动机功率，取机床传动效率，则 ＜ 校核结果表明，机床功率是足够的。 （5）校核机床进给机构强度 [例2-1] 已为本例计算出了切削力，，。考虑到在机床导轨和溜板之间由和所产生的摩擦力，设摩擦系数，则机床进给机构承受的力为 查机床说明书，CA6140车床纵向进给机构允许作用的最大力为3500N，它大于机床进给机构承受的力。校核结果表明机床进给机构的强度是足够的。 2．确定半精车切削用量 （1）背吃刀量。 （2）进给量根据图2-43提供的加工表面粗糙度Ra=3.2μm的要求，由表2-6查得，按CA6140车床进给量数列取。 （3）切削速度查表2-7知，由推算机床主轴转速 r/min
正确设定切削用量
正确设定切削用量 选择切削用量的途径 面对着具体的零件及工件材料和已经选定的刀具、机床以及其它必要的工艺装备，使用者接下来的工作是设定切削用量，即切削速度vc\进给量f和切削深度(背吃刀量)apo切削用量的合理与否将直接关系到切削加工的最终效果，即加工效率和加工成本的高低及加工质量的好坏。 影响切削用量的因素很多，有工件材料、刀具材料、刀具几何参数、工艺类别、加工工序以及具体的使用条件，如机床、装夹、切削液等众多的因素，加上这些因素的不确定性及难以量化的特点，因此尚没有一个计算方法来精确地算出切削用量。一般获得切削用量的途径有三条一是查手册或切削数据库，一般可以查到切削速度、进给量和刀具寿命。手册上的数据是通过特定条件下的切削试验来建立计算切削用量的数学模型，制定出供查阅的数据表格。由于具体使用条件与试验条件的差别，采用时要作一定的修正，并在以后的使用中再作适当的调整。 二是查刀具制造商的样本或由他们提供的光盘。这些样本或光盘在介绍产品的同时也推荐使用该产品的切削速度和进给量，这些数据不仅对干使用该公司的刀具有参考的价值，对于使用相同类型的刀具加工同一类工件材料也有一定的借鉴作用，使用时也要在应用中加以调整，使之更符合使用条件。 三是做切削试验。让试验的条件尽可能符合实际的使用状况，所获得的结果最可靠。对于科研工作中的切削试验，为了使切削试验的结果有可比性，国际标准化组织对车刀、面铣刀、立铣刀的试验条件、程序及数据处理都作了规定，我国也颁布了相应的标准：GB／Tl6461--1996单刃车削刀具寿命试验、GB／Tl6459—1996面铣刀寿命试验、GB／Tl6460—1996立铣刀寿命试验。影响切削用量选择的主要因素 从掌握刀具应用技术的角度考虑，有必要进一步了解影响切削用量选择的主要因素。切削用量的选择关系到：
切削用量的选择原则
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括切削速度、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。 1、切削用量的选择原则 粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 从刀具的耐用度出发，切削用量的选择顺序是：先确定背吃刀量，其次确定进给量，最后确定切削速度。 2、背吃刀量的确定(ap) 背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。 确定背吃刀量的原则： （1）在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm～25μm时，如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm，粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分多次进给完成。 （2）在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm～12.5μm时，可分粗加工和半精加工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm～1.0mm余量，在半精加工时切除。 （3）在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm～3.2μm时，可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm～2mm。精加工时背吃刀量取0.3mm～0.5mm。 3、进给量(f)的确定 进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。 进给速度v f是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。 v f=fn
吃刀量的选择与计算
c)圆柱铣刀的刀位点d)球头铣刀的刀位点 a)钻头的刀位点 刀具选择与切削用量在数控加工中的确定 2009-09-16 09:16 来源: 中国刀具商务网 摘要:现代刀具显着的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。 一、科学选择数控刀具 1、选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自
动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。 2、选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。 二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。 3、选择数控铣削用刀具 在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取RD=(0.8一0.9)Rmin。二是零件的加工高度H<(1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,，即直径为d=2Re=2(R-r)，编程时取刀具半径为Re=0.95(Rr)。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。 目前，数控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为TSG-JT，直柄刀具系统的标准代号为DSG-JZ,此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数
切削用量的合理选择
合理的切削用量的选择原则 制订切削用量，就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，合理地确定切削深度ap、进给量f和切削速度υc。 所谓合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性质，对切削加制订切削用量，就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，合理地确定切削深度ap、进给量f和切削速度υc。 所谓合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，本文在参考工控论坛相关文章后，在合理的切削量的选择上给出一些合理的建议。 在选择切削用量时，考虑的侧重点也应有所区别。粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的切削深度ap，其次选择较大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小的进给量f和切削深度ap，而尽可能选用较高的切削速度υc。 切削深度ap的选择 切削深度应根据工件的加工余量来确定。粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀应尽可能切除全部余量。当加工余量过大，工艺系统刚度较低，机床功率不足，刀具强度不够或断续切削的冲击振动较大时，可分多次走刀。切削表面层有硬皮的铸锻件时，应尽量使ap大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。 半精加工和精加工的加工余量一般较小时，可一次切除，但有时为了保证工件的加工精度和表面质量，也可采用二次走刀。 多次走刀时，应尽量将第一次走刀的切削深度取大些，一般为总加工余量的2/3~3/4。 在中等功率的机床上、粗加工时的切削深度可达8~10mm，半径加工（表面粗糙度为Ra6.3~3.2μm）时，切削深度取为0.5~2mm，精加工（表面粗糙度为Ra1.6~0.8μm）时，切削深度取为0.1~0.4mm。 进给量f的选择 切削深度选定后，接着就应尽可能选用较大的进给量f。粗加工时，由于作用在工艺系统上的切削力较大，进给量的选取受到下列因素限制；机床—刀具—工件系统的刚度，机床进给机构的强度，机床有效功率与转矩，以及断续切削时刀片的强度。 半精加工和精加工时，最大进给量主要受工件加工表面粗糙度的限制。 工厂中，进给量一般多根据经验按一定表格选取（详见车、钻、铣等各章有关表格），在有条件的情况下，可通过对切削数据库进行检索和优化。 切削速度υc的选择 在ap-和f选定以后，可在保证刀具合理耐用度的条件下，用计算的方法或用查表法确定切削速度υc 的值。在具体确定υc值时，一般应遵循下述原则： 1）粗车时，切削深度和进给量均较大，故选择较低的切削速度；精车时，则选择较高的切削速度。 2）工件材料的加工性较差时，应选较低的切削速度。故加工灰铸铁的切削速度应较加工中碳钢低，而加工铝合金和铜合金的切削速度则较加工钢高得多。 3）刀具材料的切削性能越好时，切削速度也可选得越高。因此，硬质合金刀具的切削速度可选得比高速钢高度好几倍，而涂层硬质合金、陶瓷、金刚石个立方氧化硼刀具的切削速度又可选得比硬质合金刀具
CNC加工中刀具的选择与切削用量的确定
CNC加工中刀具的选择与切削用量的确定 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加