如何合理选择切削用量：从保证刀具寿命出发

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为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，首先应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。综上所述，合理选择切削用量，应该首先选择一个尽量大的背吃刀量ap，其次选择一个大的进给量f。

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

（1）生产率。在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、vc 均保持线性关系，即其中任一参数增大1 倍，都可使生产率提高1 倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其他二参数必须减小。因此，选择切削用量，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。

（2）机床功率。背吃刀量ap 和切削速度vc 增大时，均使对切削功率成正比增加。进给量f 对切削功率影响较小。所以，粗加工时，应尽量增大进给量。

（3）刀具寿命（刀具的耐用度T）。切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为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，首先应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。

（4）加工表面粗糙度。精加工时，增大进给量将增大加工表面的表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。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。

综上所述，合理选择切削用量，应该首先选择一个尽量大的背吃刀量ap，其次选择一个大的进给量f。最后根据已确定的ap 和f，并在刀具耐用度和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度vc。

2.制定切削用量的原则

粗加工的切削用量，一般以提高生产效率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工的切削用量，应以保证加工质量为前提，并兼顾切削效率、经济性和加工成本。

（1）背吃刀量的选择。粗加工，在机床功率足够时，应尽可能选取较大的背吃刀量，最好一次进给将该工序的加工余量全部切完。当加工余量太大，机床功率不足，刀具强度不够时，可分两次或多次走刀将余量切完。切削表层有硬皮的铸、锻件或切削不锈钢等加工硬化较严重的材料时，应尽量使背吃刀量越过硬皮或硬化层深度，以保护刀尖。

（2）进给量的选择。主要根据工艺系统的刚性和强度而定。生产实际中多采用查表法确定合理的进给量f 值。根据工件材料、车刀刀杆的尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量来选择，若工艺系统刚性好，可选用较大的进给量，反之应适当减小进给量。进给量的选择可参考表2-9。

表2-9　硬质合金刀具粗车外圆和端面时的进给量

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