普通車床切削用量選擇的探究教學探索

摘 要：切削加工過程中切削用量的選擇是如影隨形的，如果技術工人切削用量選擇不合理，就不可能高效地加工出高質量的產品。所以在普通車床教學實踐中，切削用量選擇的教學有非常重要的意義。本文通過探究法來讓學生探索選擇切削用量的方法，進而達到內化知識、提高能力的目的。

關鍵詞：切削用量;選擇;切削速度;背吃刀量;進給量;探究

收稿日期：2015-09-16

一個合格的畢業生應該能夠通過自己學到的知識形成合理選擇切削用量的能力，進而豐富自己的經驗，成為一名合格的技術工人。

教學中，應該先把對切削用量的選擇有影響的因素進行引導討論和梳理，并且討論這些因素是如何影響切削用量的，讓學生有較深刻的理解。以下是筆者做的簡單梳理。

一、影響切削用量選擇的因素

1.車床

車床有多種種類，不同種類的車床選擇的切削用量也不相同。如立式車床與臥式車床、大型車床和小型車床等。不同的機床具有不同的功率及主電機的工作特性，選擇切削用量時需加以考慮，必要時需驗算功率。

2.工件

工件的材料、結構、技術要求等對切削用量的選擇有至關重要的影響。不同的工件材料具有不同的物理化學性質，切削用量有很大區別;加工不同結構時使用的切削用量是不同的;不同的尺寸的精度要求有時也會使切削用量有所差異。

3.刀具

不同材料、不同種類的刀具影響切削用量的選擇。如使用高速鋼刀具還是硬質合金刀具，而這些刀具也有不同的牌號，使用的切削用量也有很大的區別。如外圓車刀、內孔車刀、切斷車刀等使用的切削用量也不同。

4.加工性質與加工環境

粗車和精車用的切削用量不同。鉆孔、車外圓、切斷等用的切削用量有很大差異。有無加注切削液、何種類的切削液也會影響切削用量的選擇。

5.加工環境

加工環境方面主要考慮切削熱的影響。切削熱會影響加工精度、斷屑等，所以選擇切削用量時應考慮切削熱，切削速度是影響切削熱的重要因素。

6.工藝系統

不同的工藝系統使用的切削用量不同，如裝夾方式不同、工藝系統剛度差異等。

7.切削效率與刀具磨損

選擇切削用量時應兼顧切削效率和刀具磨損，在兩者間尋求較佳的平衡點。

8.安全生產

切削用量的選擇必須能夠充分保證安全生產的要求，如加工塑性材料工件時的斷屑問題、加工螺紋時的退刀問題等，避免出現只圖快而不顧安全的問題。

二、引導討論碳鋼工件粗車和精車切削用量選擇的一般原則

1.粗車時切削用量的選擇

粗車時選擇切削用量主要是考慮提高生產率，同時兼顧刀具壽命。加大背吃刀量、進給量和提高切削速度都能提高生產率。但是，它們對刀具壽命產生不利影響，其中影響最小的是背吃刀量，其次是進給量，最大的是切削速度。

2.半精車、精車時切削用量的選擇

半精車、精車時應首先考慮保證加工質量，并注意兼顧生產率和刀具壽命。

（1）背吃刀量。背吃刀量應根據加工精度和表面粗糙度要求，由粗車后留的余量確定。半精車時選0.5～2mm;精車時選0.1～0.8mm。

（2）進給量。進給量的選擇主要受工件表面粗糙度要求的限制，表面粗糙度越小，進給量也越選小。

（3）切削速度。為了提高工件的表面質量，用硬質合金車刀精車時，一般采用較高的切削速度（大于80m/min）;用高速鋼車刀精車時，一般選用較低的切削速度（小于5m/min）。

三、探究方案的制訂

上述依據經驗給出的切削用量選擇值的范圍依然寬泛，哪個值更合理呢？讓各學習小組提出通過實際切削找到合理切削用量的試驗方案。如在沈陽CA6140型車床上精車45鋼工件三段外圓Ф38至Ф37±0.02， "表面粗糙度越小越好，90°硬質合金外圓車刀。

方案樣例：

1.試驗條件：切削速度約100m/min，

背吃刀量0.5mm，進給量選三個不同值

試驗結果：對比表面粗糙度和切削時間。

2.試驗條件：進給量0.1mm/r，背吃刀量0.5mm，切削速度選三個不同值

試驗結果：對比表面粗糙度和切削時間（如表2）。

3.試驗條件：切削速度約100m/min，

進給量0.1mm/r，背吃刀量選三個不同值

試驗結果：對比尺寸精度和切削時間（如表3）。

四、試驗探究

對各小組提出的方案進行指導，應該強調只變化其中的一個量，其他的因素應盡量保持一致。各小組方案都具有可操作性和一定合理性，上車床按照試驗方案進行試驗。試驗時注意盡量保證試驗條件的一致性，從而減少其他因素對試驗結果的影響。

試驗過程中應嚴格遵照安全操作規程，詳細準確地記錄試驗數據，若試驗受到其他因素的影響，導致數據失去有效性時，應予以記錄或重新進行試驗。試驗完成后，各小組對得到的試驗數據進行分析，應包括數據有效性分析、數據的計算處理和分析。最后撰寫試驗報告，對此確定條件和要求下的切削用量做出選擇，并對試驗過程進行總結。

五、評價學生的探究過程和試驗結果

教師應對各小組的試驗報告，結合試驗過程的表現，給予學生鼓勵性的評價，對學生得到的切削用量給予詳細的指導，對不合理的結論要幫助其分析原因，最后將合理的結論給予公布。作業中布置粗車外圓時的切削用量選擇，并提供試驗課時、設備，使學生完成作業。其他條件下的切削用量的選擇，在后續教學中由學生通過實驗法或類比法選擇。

綜上所述，切削用量的選擇紛繁復雜，使用探究法能讓學生學會通過試驗來確定合理切削用量的方法，使他們能夠在以后遇到各種不同條件下的切削時都能有辦法找到合理的切削用量。長此以往，就能夠使學生得到豐富的選擇切削用量的經驗;而且還能夠提高學生的參與意識與動手能力。所以，探究法在切削用量選擇教學中具有積極的作用。