機械加工中切削用量的選擇

　　摘 要： 文章從切削速度、進給速度、背吃刀量這三個方面對機床加工時切削用量的合理選擇進行了詳細闡述。
　　關鍵詞： 機械加工 切削用量 切削速度 進給速度 背吃刀量
　　
　　對于高效率的金屬切削機床來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素，這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。其中切削用量是表示機床主運動和進給運動大小的重要參數。切削用量的確定是機械加工工藝中的重要內容，切削用量的大小對加工效率、加工質量、刀具磨損和加工成本均有顯著影響。
　　一、切削速度的影響
　　切削速度對刀具壽命有非常大的影響。提高切削速度時，切削溫度就上升，而使刀具壽命大大縮短。加工不同種類、硬度的工件，切削速度會有相應的變化。
　　切削速度的計算公式：V=πDn/1000
　　其中：V為切削速度，是指切削時刀具與工件之間相對摩擦的瞬時線性速度；π為圓周率3.14159；D為工件或刀具旋轉直徑（車床D為工件切削部位直徑，銑床、鏜床、滾齒機等機床D為刀具直徑）；n是主軸轉速，它應根據零件上部位加工的直徑，零件和刀具材料及加工性質等確定。表一中切削速度數值為常見機床機械加工中的參考值。
　　例：普通車床粗車未調質45鋼φ60外圓或內孔時，如使用普通合金刀，轉速為：n=1000V/(πD)≈80000/(3.14×60)≈80000(3×60)≈420轉/分；使用進口合金刀時，轉速為：n=1000V/(πD)≈20000/(3.14×60)≈20000(3×60)≈1050轉/分。
　　二、進給速度的影響
　　進給速度直接影響表面粗糙度和切削效率，同時也影響加工時切屑形成的范圍和切屑的厚度。在對刀具壽命影響方面，進給速度過小，后刀面磨損大，刀具壽命大幅降低;進給速度過大，切削溫度升高，后刀面磨損也增大，但較之切削速度對刀具壽命的影響要小。在保證表面質量的前提下，可選擇較大的進給速度。
　　進給量有三種計量標準：（1）機床主軸每旋轉一周刀具沿切削方向運動多少毫米，稱每轉走刀；需要說明的是切削用量手冊給出的是每轉進給量，因此需根據Vf=fn計算進給速度。（2）機床主軸每旋轉一周刀具的單個切削刃沿切削方向實際切削多少毫米，稱每轉每刃走刀；（3）刀具沿切削方向每分鐘運動多少毫米，稱每分鐘走刀速度。
　　注：新的普通HSS鉆頭并沒有開磨刃口，所以需要自己磨主切削刃和橫刃。
　　表二里所標注的走刀速度均為每轉走刀速度。數控機床上的編程走刀速度有每轉走刀速度和每分鐘走刀速度兩種，而我們無論是粗加工還是精加工，刀具所能承受的走刀速度和為了達到工件加工粗糙度要求而需要的走刀速度，都是用每轉每刃走刀速度來計算和衡量的。例如車刀精加工調質鋼為達到Ra1.6的粗糙度時，車刀是單刃的，所以每轉走刀速度為0.12毫米/轉?刃，而銑床、鏜床或加工中心用6刃（就是裝6個刀片）φ80的面銑刀精銑調質鋼平面為達到Ra1.6的粗糙度，每刃走刀速度還是0.12毫米/轉?刃，而每轉走刀速度為0.72毫米/轉，也就是說主軸每旋轉一圈，刀具向前移動0.72毫米，機床走刀就需要按照0.72毫米/轉就近選擇，（機床走刀速度=每刃走刀速度×刀具刃數）。
　　三、背吃刀量的影響
　　背吃刀量應根據工件的加工余量、形狀、機床功率、剛性及刀具的剛性來確定。
　　切削深度變化對刀具壽命影響很大。切削深度過小時，會造成刮擦，只切削工件表面的硬化層，縮短刀具壽命。當工件表面具有硬化的氧化層時，應在機床功率允許范圍內選擇盡可能大的背吃刀量，以避免刀尖只切削工件的表面硬化層，造成刀尖的異常磨損甚至破損。
　　粗加工具體切深隨具體機床剛性而異，但精加工為保證尺寸穩定和保證較嚴尺寸公差時，建議精加工切深ap控制在：0.4—0.8mm（鋼件）、0.25—0.5mm（鑄鐵），但精加工刀具需要比較鋒利的刃口確保切削力很輕，以減少機床、刀具等受力部位的彈性變形，才能確保加工尺寸穩定。在車床主體、夾具、刀具、零件這一系列剛性允許條件下，盡可能選取較大的背吃刀量ap，以減少走刀次數，提高效率。
　　
　　參考文獻：
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