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1、切削用量选择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
2、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：t -n x fx- ap1000x V x f x a (min)(1)p式中：L每次走刀的行程长度( m
3、m)8 工 件 单 边 总 余 量( mm )n 主 轴转 数( r/min )D 工 件 直径( mm )ap 吃 刀 深p( mm )f进给量( mm/r )v切削速度(m/ min)L 8Lx8 x兀 xD ,.、从（1）式中可知要使切削时间最短，必须使V，f, a p的乘积为最大。提高V，f, a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。P 切削用量与刀具耐用度的一般关系式为：CT=R（min） （2）VX x fY xa Zp式中：CR 刀具耐用度系数，与刀具.工件材料和切削条件有关。RX.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YT
4、5硬质合金车刀切削O b=0.637GPa的低碳钢（f0.7mm/r）切削用量与刀具耐用度的关 b系为：CT= R （3）V 5 x f 2.25 x a 0.75p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 a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 P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 a p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a :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 P车余量后
5、，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
6、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配合精度等级孔轴公称尺寸表面粗糙度R公称尺寸表面粗糙度R1100.16 0.32130.16 0.810 1200.32 1.63300.32 1.6IT61205000.63 1.630 1800.63 1.61805001.25 1.61100.32 1.61100.3
7、2 1.610 1800.63 2.510 800.63 1.6IT71805001.25 2.580 2600.63 2.52605001.25 2.51300.63 2.51180.32 1.6IT830 2601.25 518 1200.63 2.52605001.25 51205001.25 2.51180.63 2.51800.63 2.5IT918 1201.25 2.580 2601.25 2.51205001.25 52605001.25 51181.25 51801.25 2.5IT1018 1202.5 580 2602.5 51205005 102605005 101 1
8、202.5 51301.25 2.5IT111205005 1030 5002.5 51182.5 51802.5 5IT1218 5005 1080 5005 10表面粗糙度理论值R计算公式:maxF 2R = x 1000 (卩)(4)max 8re式中：R 残留表面高度见图1maxr 刀尖半径(mm)S图1SANDVIK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RRa刀尖半径（mm）0.20.40.81.21.6进给量f (mm/r)0.60.050.070.100
9、.120141.00.080.110.150.190223.20100.170.240.290.346.30.130.220.300.370.43KENNAMETAL推荐值表3表面粗糙度刀尖半径（mm）0 40.81.21 6进给量f (mm/r)精加工0 10 160 25半精加工0 160 250 40 63粗加工0.40.630.75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
10、削速度与刀具耐用度的关系式为：V Tm = C ( 5)o式中： T 刀具耐用度(min)m 指数，表示 V 对 T 的影响程度Co 系数，与刀具.工件材料和切削条件有关o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=0.20.4；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
11、.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6090 min,钻头耐用度大致为80120 min,硬质合金端铳刀耐用度 大致为90180 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
12、机床的 39 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23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 X 15 o.25 = C 0（6）刀具耐用度在不
13、是 15 min 情况下使用，切削速度就要乘上修正系数如表4：SANDVIK硬质合金刀片切削速度修正系数表4刀具耐用度T （min）Tm切削速度修正系数10100.25=1.7781.968/1.778=1.1115150.25=19681968/1968=13030025=2.341.968/2.34=0.8445450.25=2.591.968/2.59=0.7560600.25=2.7831968/2.783=0.7175750.25=2.941.968/2.94=0.679090025=3 081.968/3.08=0.64120120025=3.311.968/3.31=0.591501500.25=3.501.968/3.50=0.56180180025=3.661.968/3.66=0.53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,贝IV90 = 290 X 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V = 290 X 0.71 = 205 m/ min60
