數控車床切削用量選擇與計算

崔林

摘 要 數控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用 量包括切削速度、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。

關鍵詞 切削用量 背吃刀量 進給速度

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A

切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質量和加工成本均有顯著影響。數控加工中選擇切削用量時，就是在保證加工質量和刀具耐用度的前提下，充分發揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。

1切削用量的選擇原則

總的要求：保證安全，不致發生人身事故或設備事故;保證加工質量。在上述 ?兩項要求的前提下充分發揮機床的潛力和刀具的切削性能，選用較大的切削用量以提高生產率;不應超負荷工作，不能產生過大的變形和震動。

粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本;半精加工和精加工時， 應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明 書、切削用量手冊，并結合經驗而定。從刀具的耐用度出發，切削用量的選擇順序是：先確定背吃刀量，其次確定進給量，最后確 定切削速度。

2切削用量選擇方法

2.1背吃刀量aP（mm）的選擇

粗加工（Ra10～80 m）時，一次進給應盡可能切除全部余量。在中等功率機床上，背吃刀量可達8～l0mm。半精加工（Ra1.25～l0 m）時，背吃刀量取為0.5～2mm精加工（Ra0.32～1.25 m）時，背吃刀量取為0.2～0.4mm。

2.2進給量f（mm/r）和進給速度（mm/min）的選擇

根據零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊選取。 實際操作加工時，需要根據公式vf=nf轉換成進給速度。

（1）當工件的質量要求能得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度，一般100～200mm/min。

（2）在切斷、加工深孔或 用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內選取。

（3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內選取。

（4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以采用該機床數控系統設定的最高進給速度。

2.3主軸轉速S（n）或切削速度vC（m/min）的選擇

（1）在非車削螺紋時，主軸轉速，主軸的轉數的確定方法，其他與普通車削加工一樣，應根據零件被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質等條件所允許的簽約速度來確定，在實際生產中，主軸的轉數可以根據已經選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度。可用經驗公式計算，也可根據生產實踐經驗在機床說明書允許的切削速度范圍內查表選取或者參考有關切削用量手冊選用。 在選擇切削速度時，還應考慮以下幾點：

①應盡量避開積屑瘤產生的區域;

②斷續切削時，為減小沖擊和熱應力，要適當降低切削速度;

③在易發生振動的情況下，切削速度應避開自激振動的臨界速度;

④加工大件、細長件和薄壁工件時，應選用較低的切削速度;

⑤加工帶外皮的工件時，應適當降低切削速度。

（2）車削螺紋時的主軸轉數在加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉速，只要能保證每轉一周時，刀具沿主軸進給軸（多為z軸）方向位移位移一個螺距即可，不受到限制，但數控車螺紋時會受到以下幾方面的影響：

①以螺紋加工程序段中指令的邏輯值相當于已經給量f（mm/r）表示的進給速度，如果將機床的主軸轉速選擇過高，其換算后的進給速度（mm/min）則必定大大超過正常值。

②刀具在其位移過程中過程的始終都將受到伺服驅動系統升降頻率和數控裝置插補運算速度的約束，由于升降頻率特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產生出的“超前”和“滯后”而導致部分螺紋的螺距不符合要求。

③車削螺紋時，車床的主軸轉速的選取將考慮到螺紋的螺距或導層大小驅動電機的升降頻率特性及螺紋拆補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數控系統，推薦用不同的主軸轉速范圍。

2.4選擇切削用量時應注意的幾個問題

（1）主軸轉速 應根據零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取外，還可根據實踐經驗確定，需要注意的是交流變頻調速數控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。根據切削速度可以計算出主軸轉速。

（2）車螺紋時的主軸轉速 數控車床加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉速只要能保證主軸每轉一周時，刀具沿主進給軸（多為Z軸）方向位移一個螺距即可。

（3）不要輕易按刀具樣本的推薦值確定切削速度，那樣刀具壽命很低。一般情況下，硬質合金刀片可按刀具樣本推薦值的0.64～0.71倍選擇切削速度。

（4）確定精加工和半精加工的進給量著眼于工件的表面粗糙度。它還和刀尖半徑有關。文中列表表明三者對應關系，供選擇進給量參考。

（5）條件允許時希望粗加工吃刀深盡量大。一方面有效提高生產率;一方面也為了消除表面硬皮.切除砂眼等缺陷，從而保護刀尖不與毛坯接觸。精加工時也不希望吃刀深太小，以免產生刮擦對粗糙度不利。

參考文獻

[1] 楊樹成.臥式控車床切削用量的選擇[M].沈陽第一機床廠技術部.

[2] 謝曉紅.數控車削編程與加工技術[M].電子工業出版社，2008.