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1、第十一章第十一章 切削用量的制订切削用量的制订1 1 制订切削用量的原则制订切削用量的原则2 切削用量三要素的确定切削用量三要素的确定3 3 提高切削用量的途径提高切削用量的途径1第一节第一节 制订切削用量的原则制订切削用量的原则切削用量的概念：切削用量的概念：切削加工过程中切削速度（切削加工过程中切削速度（ ） 进给量（进给量（ f ） 背吃刀量（背吃刀量（ ap ）的总称。）的总称。2切削用量的合理制订对机加工生产率、加工成本和零件的加工质量均有切削用量的合理制订对机加工生产率、加工成本和零件的加工质量均有重要影响。重要影响。3合理的切削用量：合理的切削用量：是指充分利用刀具的切削性能和机
2、床性能（功率、扭矩等），在保证加是指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等），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。4切削用量的选择原则切削用量的选择原则粗加工时，为充分发挥机床和刀具的性能，以提高金属切除量为主要目粗加工时，为充分发挥机床和刀具的性能，以提高金属切除量为主要目的，应选择较大的切削深度、较大的进给量和适当的切削速度。的，应选择较大的切削深度、较大的进给量和适当的切削速度。精加工时，应主要考虑保证加工质量，并尽可能的提高加工效率，应采精加工时，应主要考虑保证加工质量，并尽可能的提高加工效率，应
3、采用较小的进给量和较高的切削速度。在切削加工性差的材料时，由于这用较小的进给量和较高的切削速度。在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。度。51）.切削用量切削用量对切削加工生产率的影响对切削加工生产率的影响在不考虑辅助工时情况下，有生产率公式在不考虑辅助工时情况下，有生产率公式 P Ao f ap从中可以看出，切削用量三要素从中可以看出，切削用量三要素 ，f ， ap任何一个参数增加一倍，生产率任何一个参数增加一倍，生产率相应提高一倍。相应提高一倍。 62）.切削用量切削用量
4、对刀具耐用度的影响对刀具耐用度的影响当刀具寿命一定时，切削速度当刀具寿命一定时，切削速度对生产率影响最大，进给量对生产率影响最大，进给量f 次之，背吃次之，背吃刀量刀量ap最小。最小。刀具寿命与切削用量三要素之间的关系式刀具寿命与切削用量三要素之间的关系式 T CT /（1/m f 1/n ap1/ p）7在刀具耐用度一定，从提高生产率角度考虑，对于切削用量的选择有一在刀具耐用度一定，从提高生产率角度考虑，对于切削用量的选择有一个总的原则：个总的原则：首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择最大的进给量，最后是切削速度。首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择最大的进给量，最后是切削速度。当然，切削用量的
5、选择还要考虑各种因素，最后才能得出一种比较合理当然，切削用量的选择还要考虑各种因素，最后才能得出一种比较合理的最终方案。的最终方案。8根据已选定的背吃刀量、进给量f及刀具耐用度T计算93）.切削用量切削用量对加工质量的影响对加工质量的影响10第二节第二节 切削用量三要素的确定切削用量三要素的确定一、一、 背吃刀量背吃刀量ap1）在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量）在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量 2）下列情况可分几次走刀：）下列情况可分几次走刀： 加工余量太大加工余量太大 工艺系统刚性不足或加工余量极不均匀工艺系统刚性不足或加工余量极不均匀 继续切削继续切削 如果分二次走
6、刀，第一次的如果分二次走刀，第一次的 也应比第二次大，第二次的也应比第二次大，第二次的 可取加工余可取加工余量的量的1/31/4。11 3）切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，背）切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度。吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度。 4）在半精加工时，）在半精加工时， =0.52mm 5）在精加工时，）在精加工时， =0.10.4mm12（1）背吃刀量的选择）背吃刀量的选择粗加工时（表面粗糙度粗加工时（表面粗糙度Ra5012.5m） ：在允许的条件下，尽量一次切除：在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量。如
7、分两次走刀，则第一次背吃刀量尽量取大该工序的全部余量。如分两次走刀，则第一次背吃刀量尽量取大 ，第二次背，第二次背吃刀量尽量取小些。吃刀量尽量取小些。 半精加工时（表面粗糙度半精加工时（表面粗糙度Ra6.33.2m），背吃刀量一般为），背吃刀量一般为0.52。）。）精加工时（表面粗糙度精加工时（表面粗糙度Ra1.60.8m），背吃刀量为），背吃刀量为0.10.4。 13（2）进给量的选择）进给量的选择粗加工时，进给量主要考虑工艺系统所能承受的最大进给量。粗加工时，进给量主要考虑工艺系统所能承受的最大进给量。精加工和半精加工时，最大进给量主要考虑加工精度和表面粗糙度。另外精加工和半精加工时，最大
8、进给量主要考虑加工精度和表面粗糙度。另外还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、切削速度等。还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、切削速度等。 14（3）切削速度的确定）切削速度的确定根据已选定的背吃刀量、进给量根据已选定的背吃刀量、进给量f及刀具耐用度及刀具耐用度T计算计算15确定了背吃刀量确定了背吃刀量ap，进给量，进给量f 和刀具耐用度和刀具耐用度T，则可以按下面公式计算或由表，则可以按下面公式计算或由表确定切削速度确定切削速度 和机床转速和机床转速n 。 注：公式中各指数和系数可以由查表选取；修正系数注：公式中各指数和系数可以由查表选取；修正系数kv为一系列修正系数乘为一系列修正系数乘积，各修正系数
9、可以通过查表选取；切削速度速度也可通过查表得出。积，各修正系数可以通过查表选取；切削速度速度也可通过查表得出。 16半精加工和精加工时，切削速度半精加工和精加工时，切削速度c ，主要受刀具耐用度和已加工表面质量限制，主要受刀具耐用度和已加工表面质量限制，在选取切削速度在选取切削速度c 时，要尽可能避开积屑瘤的速度范围。时，要尽可能避开积屑瘤的速度范围。切削速度的选取原则是：切削速度的选取原则是：粗车时，应选较低的切削速度，精加工时选择较高的切削速度；粗车时，应选较低的切削速度，精加工时选择较高的切削速度；加工材料强度硬度较高时，选较低的切削速度，反之取较高切削速度；加工材料强度硬度较高时，选较
10、低的切削速度，反之取较高切削速度；刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。17切削用量的选择方法在一般情况下，首先根据加工余量选择切削深度在一般情况下，首先根据加工余量选择切削深度ap，其次根据工件材料的硬化深度和切屑断连的已加工表面粗糙度情况选择其次根据工件材料的硬化深度和切屑断连的已加工表面粗糙度情况选择进给量进给量f，最后尽量选择较高的（高速钢刀具选择较低的）切削速度最后尽量选择较高的（高速钢刀具选择较低的）切削速度Vc，以切削速，以切削速度来控制切削温度，消除切屑瘤，保证工件表面粗糙度。度来控制切削温度，消除切屑瘤，保证工件表面粗糙度。 18 刀具几
11、何参数和切削用量表刀具几何参数和切削用量表工件材料刀具材料刀具几何参数切削用量低碳钢易切钢中碳钢GYT、YWG25-308-2030-4025-3015-208-106-890-18020-300.3-50.3-100.5-50.1-0.50.08-10.1-0.500Vc(m/min)Ap(nm)F(mm/r)19参数选择说明：参数选择说明：A A、粗车时，选用低的切削速度，大的切削深度和进给量。、粗车时，选用低的切削速度，大的切削深度和进给量。B B、精车时，选用高的切削速度，小的切削深度和进给量。、精车时，选用高的切削速度，小的切削深度和进给量。C C、高速钢刀具精车时采用、高速钢刀具精
12、车时采用VcVc小于小于10m/min10m/min的切削速度以控的切削速度以控 制积屑瘤产生，降低钢件粗糙度。制积屑瘤产生，降低钢件粗糙度。D D、对铸钢件，粗车应选比较低的切削速度。、对铸钢件，粗车应选比较低的切削速度。E E、断续切削时，刀具前角适当减小。、断续切削时，刀具前角适当减小。F F、刀具材料抗弯强度低，、刀具材料抗弯强度低， 0 0应减小到应减小到0 055。20数控机床加工时应注意零件加工中的某些特殊因素：数控机床加工时应注意零件加工中的某些特殊因素：1、拐角处的超程问题、拐角处的超程问题在轮廓加工中，选择进给量时，应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大、在轮廓加工中
13、，选择进给量时，应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大、进给速度较高时，应在接近拐角处适当降低进给速度，在拐角后逐渐升速，以保进给速度较高时，应在接近拐角处适当降低进给速度，在拐角后逐渐升速，以保证加工精度。证加工精度。2、拐角处可能产生、拐角处可能产生“欠程欠程”：加工过程中，由于切削力的作用，机床、工件、刀具系统产生变形，可能使刀具运加工过程中，由于切削力的作用，机床、工件、刀具系统产生变形，可能使刀具运动滞后，从而在拐角处可能产生动滞后，从而在拐角处可能产生“欠程欠程”。因此，拐角处的欠程问题，在编程时。因此，拐角处的欠程问题，在编程时应给予足够的重视。应给予足够的重视。3、自然断
14、屑问题：、自然断屑问题：此外，还应充分考虑切削的自然断屑问题，通过选择刀具几何形状和对切削用量此外，还应充分考虑切削的自然断屑问题，通过选择刀具几何形状和对切削用量的调整，使排屑处于最顺畅状态，严格避免长屑缠绕刀具而引起故障。的调整，使排屑处于最顺畅状态，严格避免长屑缠绕刀具而引起故障。数控机床切削用量选择应注意的问题数控机床切削用量选择应注意的问题212高速切削技术高速切削技术 （1）超高速切削技术的技术思想和内涵）超高速切削技术的技术思想和内涵切削速度与切削温度的关系：切削速度与切削温度的关系：当切削速度大于一定值后，切削速度增加越快，其切削温度愈降低，当切削速度大于一定值后，切削速度增加
15、越快，其切削温度愈降低，可以实现改善材料的切削性、降低切削阻力和提高加工精度的目的，可以实现改善材料的切削性、降低切削阻力和提高加工精度的目的，而且刀具不容易产生磨耗。而且刀具不容易产生磨耗。 （2）高速切削技术的切削速度范围）高速切削技术的切削速度范围高速切削技术涉及到多种切削方法：车、铣、磨等高速切削技术涉及到多种切削方法：车、铣、磨等 22（3）高速切削技术的特点）高速切削技术的特点、加工效率高。、加工效率高。 、切削力小。、切削力小。 、切削热少、切削热少 。、加工精度高。、加工精度高。 、工序集约化。、工序集约化。（4）高速切削技术的应用）高速切削技术的应用、在航空工业轻合金的加工。、在航空工业轻合金的加工。 、模具制造业也是高速切削应用的重要领域。、模具制造业也是高速切削应用的重要领域。 、汽车工业是高速切削的又一应用领域。、汽车工业是高速切削的又一应用领域。 23
