如何选择合理的切削用量

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。所谓“合理的”切削用量是指能充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），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。

切削用量的选择原则：能达到零件的质量要求（主要指表面粗糙度和加工精度），并在工艺系统强度和刚性允许下，以及充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的前提下，选取一组最大的切削用量。

1）确定切削用量时考虑的因素

金属切除效率与切削用量三要素vc、ap、f均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。考虑工艺系统各要素的相互影响，选择的切削用量，应是三者的最佳组合。一般情况下尽量优先增大ap，以求一次进刀全部切除加工余量。

考虑选用不同的机床因素，背吃刀量ap和切削速度vc增大时，均会使切削时消耗的功率成正比增加，进给量f对切削功率影响较小。所以，粗加工时，应选尽可能大的进给量。

切削用量对刀具寿命的影响程度由强到弱依次为vc、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，应首先采用尽可能大的背吃刀量ap，然后再选用大的进给量f，最后求出切削速度vc。

增大进给量将使表面粗糙度值变大，但是较小的进给量影响了精加工时的生产率。在较理想的情况下，提高切削速度vc能降低表面粗糙度值，背吃刀量ap对表面粗糙度的影响较小。

因此，综合选择切削用量的基本准则是：首先选择一个尽量大的背吃刀量ap，其次根据机床进给动力允许条件或被加工表面粗糙度的要求，选择一个较大的进给量f，最后根据已确定的ap和f，在刀具耐用度和机床功率许可条件下再选择一个较合理的切削速度vc。

2）制订切削用量

（1）背吃刀量根据加工余量确定

①在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量，在中等功率机床上，ap可达8~10 mm。

②下列情况可分几次走刀：

a.加工余量太大，一次走刀切削力太大，机床功率不足或刀具强度不够。

b.工艺系统刚性不足或加工余量不均匀，引起很大振动时，如加工细长轴或薄壁工件。

c.断续切削，刀具受到很大的冲击而造成打刀。

在上述情况下，如分两次走刀，第一次的ap应比第二次大，第二次的ap可取加工余量的1/4~1/3。

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，应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以防刀刃过早磨损或破损。

④在半精加工时，ap=0.5~2 mm。(www.xing528.com)

⑤在精加工时，ap=0.1~0.4 mm。

（2）进给量的选择

粗加工时，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。最大进给量主要受到机床进给机构的强度、车刀刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度及工件的装夹刚度等因素的影响。

精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。

工厂生产中，进给量常常根据经验选取。粗加工时，根据加工材料、车刀刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量从《切削用量手册》中查取进给量。若切削力很大、工件长径比很大、刀杆伸出长度很大等特殊情况下，还需对选定的进给量进行校验。

在半精加工和精加工时，则按粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度，从《切削用量手册》中查得进给量。

（3）切削速度的确定

根据已选定的背吃刀量ap、进给量f及刀具耐用度T，就可按下列公式计算切削速度vc和机床转速n。

式中　Cv、Xv、Yv——根据工件材料、刀具材料、加工方法等在《切削用量手册》中查得；

　　　Kv——切削速度修正系数。

实际生产中也可从《切削用量手册》中选取vc的参考值：粗车时，ap、f均较大，vc较低；工件材料强度、硬度较高时，应选较低的vc；材料加工性越差，vc越低。

在选择vc时，还应考虑以下几点：

①精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区域；

②断续切削时，宜适当降低vc；

③在易发生振动的情况下，vc应避开自激振动的临界速度；

④加工大件、细长件、薄壁件以及带硬皮的工件时，应选用较低的vc。