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1、2.7 工件材料切削加工性与切削用量的选择 2.7.1 工件材料的切削加工性 切削加工性 在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。 相对概念，与加工要求和切削条件有关。 粗加工、精加工；普通机床、自动化机床；单件小批量、大批量等。 切削加工性的衡量方法 以加工质量 以刀具寿命 以单位切削力 以断屑性能,常用的切削加工性衡量指标,一定刀具寿命条件下的切削速度vT 当刀具寿命为T时，切削某种材料所允许的最大切削速度。 vT越高，材料的切削加工性越好。 通常取T60min， vT表示为v60 。 相对加工性Kr 基准：切削正火45钢时，所允许的最大切削速度表示为(v60)j。 其他各种材
2、料的v60与(v60)j的比值，称为相对加工性。即 Kr v60 / (v60)j,影响工件材料切削加工性的因素 工件材料的硬度 工件材料的强度 工件材料的塑性与韧性 工件材料的导热系数（导热性） 工件材料的化学成分 工件材料的组织 切削条件（切削速度）,改善材料切削加工性的途径 前提：满足零件使用要求。 考虑工件材料力学性能（强度，硬度，韧性，塑性等）和物理性能（热导率，膨胀系数等）等对切削加工性的影响。 调整化学成分 含碳量 易切钢 采用热处理方法 退火 正火,2.7.2 切削用量的选择,合理的切削用量 充分利用刀具的切削性能和机床的动力性能（功率、扭矩），在保证加工质量的前提下，获得高生
3、产率和低加工成本的切削用量。 切削用量三要素对切削加工的影响 1）对加工质量的影响 ap和f增大，切削力增大，工件变形增大，可能引起振动，加工精度降低，表面粗糙度值增大。 f增大，切削残留面积高度增大，表面粗糙度值增大。 v增大，切削力减小，避免积屑瘤，加工精度和表面质量提高。,2）对基本时间（加工效率）的影响,3）对刀具寿命和辅助时间的影响 m vT C 用硬质合金刀具车削中碳钢 影响程度：v f ap,切削用量的选择原则 综合考虑切削用量三要素对刀具寿命、生产率和加工质量的影响，选择切削用量的顺序： 首先，尽可能大的背吃刀量； 其次，尽可能大的进给量； 最后，尽可能大的切削速度。,粗加工切
4、削用量选择 以提高生产率为主，同时保证规定的刀具寿命。 大背吃刀量 机床功率足够，一次进给切完加工余量。 加工余量太大、机床功率不足、刀具强度不够，多次进给（尽可能少）切完加工余量。 切削表层有硬皮的材料或加工硬化严重的材料，选择大背吃刀量越过硬皮或硬化层。 大进给量 根据机床刀具夹具工件工艺系统的刚度情况，选择尽可能大的进给量。 中低切削速度 根据工件材料和刀具材料确定。,精加工切削用量选择 以保证零件的加工精度和表面质量为主，同时考虑刀具寿命和生产率。 小背吃刀量 降低切削力，减小工件变形，提高加工精度，避免振动。 小进给量 提高表面质量，根据工件表面粗糙度要求选择。 高切削速度 避开积屑
5、瘤产生区域，保证已加工表面质量； 降低切削力，减小切屑变形，提高加工质量； 根据刀具材料确定。,提高切削用量的途径 采用切削性能更好的新型刀具材料。 在保证工件力学性能的前提下，改善工件材料的加工性。 改进刀具结构，选择合理的刀具几何参数。 提高刀具的刃磨及制造质量。 改善切削过程中的冷却润滑条件。,2.7.3 切削用量的制订 背吃刀量的确定 根据加工余量制定。 中等功率机床： 粗加工8-10mm 半精加工0.5-2mm 精加工0.1-0.4mm,进给量的确定 粗加工时选择工艺系统所能承受的最大进给量，半精加工和精加工时主要考虑表面粗糙度的要求。 粗加工：根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径和已确
6、定的背吃刀量确定。 半精加工和精加工：按照表面粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度范围确定。,切削速度的确定 根据已经确定的背吃刀量、进给量以及刀具耐用度，按以下公式计算切削速度。然后确定机床转速。 切削用量三要素确定以后，校核机床功率。,2.7.4 刀具几何角度的选择 刀具几何参数：几何角度、前刀面形式、切削刃形状。 刀具的合理几何参数：是指在保证加工质量的前提下，能够获得高的刀具耐用度，从而达到提高效率和降低成本为目的的参数。 选择依据：刀具材料、工件材料、刀具类型及其它工艺条件如切削用量、工艺系统刚性、机床功率等。,前角 功用：决定刀具的锋利程度和强固程度，对切削过程有较大影
7、响。 选择依据：刀具材料、工件材料、粗精加工、工艺系统刚性等。,后角 功用：减小切削过程中刀具后刀面与加工表面之间的摩擦，对刀具耐用度和加工表面质量有较大影响。 选择依据：切削厚度、工件材料、工艺系统刚性、尺寸精度等。,主偏角 功用：对刀具耐用度影响很大，并可在很大范围内变化。也影响工件表面残留面积高度，即已加工表面粗糙度。 选择依据：表面粗糙度，工艺系统刚性，刚性好时取小值。,副偏角 功用：最终形成已加工表面，对刀具耐用度和已加工表面质量影响很大。 选择依据：表面粗糙度，工艺系统刚性，刚性好时，在不产生振动的前提下取小值。,刃倾角 功用：控制切屑的流向，影响刀头强度及断续切削时切削刃受冲击的位置，影响切削刃的锋利程度。 选择依据：精车时选正刃倾角，要求刀具锋利选正刃倾角，要求抗冲击选负刃倾角。,思考题,1）选择切削用量的原则是什么？从刀具寿命和加工质量出发时，分别按什么顺序选择切削用量？为什么？ 2）粗加工如何选择切削用量？精加工如何选择切削用量？ 3）提高切削用量可采取哪些措施？,
