切削用量及切削液的选择(实验)

1、 制订切削用量的就是确定工序中的背吃刀量ap、进给量f、切削速度v以及刀具耐用度的大小。 合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，使得切削效率最高和加工成本最低的切削用量。制订合理的切削用量，要综合考虑生产率、加工质量和加工成本。 切削用量的选择切削用量的选择二、背吃刀量的选择二、背吃刀量的选择 粗加工（Ra=12.550m）时，应尽量用一次走刀就切除全部加工余量。若加工余量太大、工艺系统刚性不足、或者加工余量极不均匀，可分几次走刀，若二次走刀或多次走刀时，应将第一次走刀的背吃刀量取大些，一般为总加工余量的2334。而且最后一次走刀的背吃刀量取的要

2、小一点。 在加工铸、锻件或萧膛锈钢等加工硬化严重的材料时，应尽量使背吃刀量大于硬皮层或冷硬层的厚度，以保护刀尖，避免过早磨损。 精加工时，背吃刀量的选取应该根据表面质量的要求来选择。背吃刀量根据加工余量确定三、进给量的选择三、进给量的选择加工的性质加工的性质 粗加工粗加工 半精加工半精加工 精加工精加工 光整加工光整加工主要是切除各表面上大部分余量主要是切除各表面上大部分余量完成次要表面的加工，并为主要表面完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工作准备的精加工作准备保证各主要表面达到图样要求保证各主要表面达到图样要求保证高精度的尺寸及表面粗糙度要求保证高精度的尺寸及表面粗糙度要求1.粗加工切削

3、用量的选择粗加工切削用量的选择 粗加工的切削用量，一般以提高生产效率粗加工的切削用量，一般以提高生产效率为主，但也应考虑经济性和加工成本。为主，但也应考虑经济性和加工成本。 选择原则：选择原则： 切削用量对刀具耐用度的影响规律：切削用量对刀具耐用度的影响规律：Vc影响最大、影响最大、 进给量进给量f其次，其次，ap影响最小影响最小切削效率可用单位时间内切削效率可用单位时间内切除的材料体积切除的材料体积Q表示：表示：Q= apf Vc切削效率与切削用量三要素切削效率与切削用量三要素ap、f、vc均保持线性关系，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。即其中任一参数增大一倍，

4、都可使生产率提高一倍。首先选用较大的首先选用较大的ap，其次选用较其次选用较大的进给量大的进给量f ，根据刀具耐用根据刀具耐用度确定合理的切削速度度确定合理的切削速度Vc2.精加工切削用量的选择精加工切削用量的选择 半精加工和精加工的切削用量，应以保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、经证加工质量为前提，并兼顾切削效率、经济性和加工成本。济性和加工成本。选择原则选择原则如果选大的如果选大的ap、f则切削力大，容易引起变形和振动；则切削力大，容易引起变形和振动；增大增大f 时，还会使已加工表面粗糙度增大，引起加工质量下降；时，还会使已加工表面粗糙度增大，引起加工

5、质量下降；但但ap、f也不能选得过小，否则反而不利于提高加工表面质量。也不能选得过小，否则反而不利于提高加工表面质量。而而vc增大不会增大切削力，且增大到一定值以后，就不会产生积增大不会增大切削力，且增大到一定值以后，就不会产生积屑瘤，有利于提高加工工件的质量屑瘤，有利于提高加工工件的质量。采用较小的背吃刀量采用较小的背吃刀量ap采用较小的进给量采用较小的进给量f在保证刀具耐用度的前提下，在保证刀具耐用度的前提下，尽可能采用大的切削速度尽可能采用大的切削速度vc制订切削用量时考虑的因素1切削加工生产率切削加工生产率 在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素在切削加工中，金属切除率与切削用量三要

6、素ap、v均保持线性均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。一一般情况下尽量优先增大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。，以求一次进刀全部切除加工余量。 2机床功率机床功率 背吃刀量背吃刀量ap和切削速度和切削速度Vc增大时，均使对切削功率

7、成正比增加。进增大时，均使对切削功率成正比增加。进给量给量对切削功率影响较小。所以，粗加工时，应尽量增大进给量。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，按顺序为切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为Vc、ap。因此，。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的背吃刀量ap；然后再选用大的进给量；然后再选用大的进给量f；最后求出切削速度；最后求出切削速度Vc。 4加工表面粗糙度加工表面粗糙

8、度 精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。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。对表面粗糙度的影响较小。 精加工时的切削用量选择的基本原则精加工时的切削用量选择的基本原则 首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的首先保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的使用寿命和生产效率。使用寿命和生产效率。 先选取较小的先选取较小的ap和和f，其中：其中： a

9、p根据加工余量来定；根据加工余量来定； f根据表面粗糙度来定；根据表面粗糙度来定； 最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定vc。 合理切削用量的选择方法合理切削用量的选择方法 1.背吃刀量背吃刀量ap的确定的确定 一般根据加工性质与加工余量确定一般根据加工性质与加工余量确定ap。切削加工一般分为粗。切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工。加工、半精加工和精加工。 粗加工粗加工(表面粗糙度表面粗糙度Ra5012.5mm)时，在机床功率和刀具时，在机床功率和刀具强度允许情况下，强度允许情况下，一次走刀应尽可能切除全部余量一次走刀应尽可能切除全部余量。

10、在中等。在中等功率机床上，背吃刀量可达功率机床上，背吃刀量可达26mm。 半精加工半精加工(表面粗糙度表面粗糙度Ra6.33.2mm)时，背吃刀量取为时，背吃刀量取为0.32mm。 精加工精加工(表面粗糙度表面粗糙度Ra1.60.8mm)时。背吃刀量取为时。背吃刀量取为0.10.3mm。 合理选用切削用量。选用较小的切削深度合理选用切削用量。选用较小的切削深度apap和进给量和进给量f,f,可减可减小残留面积，使小残留面积，使RaRa值减小。值减小。 2.确定进给量确定进给量f粗加工时粗加工时，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大，合理进给量的大小主要

11、受合理进给量的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度机床进给机构强度、刀具的强度与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。粗车时工件材料，粗车时工件材料，刀杆尺寸，工件直径与选定的切削深度进行选择，一般刀杆尺寸，工件直径与选定的切削深度进行选择，一般f=0.30.6mm/r。半精加工和精加工时，合理进给量的大小则主要受工件加半精加工和精加工时，合理进给量的大小则主要受工件加工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与刀尖圆弧半径进行选择，常取刀尖圆弧半径进行选择，常取f=0.080.3mm/r。此外，。此外，

12、还需要考虑到所选的进给量能满足加工精度，甚至卷屑、还需要考虑到所选的进给量能满足加工精度，甚至卷屑、断屑的要求。断屑的要求。生产实际中多采用查表法确定进给量。生产实际中多采用查表法确定进给量。粗加工时，根据工件材料，车刀刀杆直径，以及被吃刀量粗加工时，根据工件材料，车刀刀杆直径，以及被吃刀量查表；查表；半精加工以及精加工时，根据粗糙度工件材料，估计的切半精加工以及精加工时，根据粗糙度工件材料，估计的切削速度以及刀尖圆弧半径来查。削速度以及刀尖圆弧半径来查。 3.切削速度切削速度vc的选择的选择 在在ap、f值选定后，一般根据合理的刀具寿命计算或用查表值选定后，一般根据合理的刀具寿命计算或用查表

13、来选定切削速度。来选定切削速度。 式中式中 Kvc：切削速度修正系数，：切削速度修正系数， Kvc的大小受工件材料、毛的大小受工件材料、毛坯表面状态、刀具几何参数等切削条件的影响。坯表面状态、刀具几何参数等切削条件的影响。 Cv 、xv 、yv、m及及Kvc值可查阅值可查阅机械加工工艺手册机械加工工艺手册。 根据工件尺寸计算工件转数根据工件尺寸计算工件转数n: 根据机床说明书取较低而相近的机床主轴转数根据机床说明书取较低而相近的机床主轴转数n，计算实际，计算实际切削速度。切削速度。cvvmvyxpmvcKfaTCv)1(60N=1000vc/dw 在生产中选择切削速度的一般原则是：在生产中选择

14、切削速度的一般原则是： (1)粗车时，粗车时，ap和和f 较大，故选择较低的较大，故选择较低的vc；反之精车时选择；反之精车时选择较高的较高的vc。 (2)工件材料强度、硬度高时，应选较低的工件材料强度、硬度高时，应选较低的vc。 (3)切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低切削合金钢比切削中碳钢切削速度降低20%30%；切削；切削调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度调质状态的钢比切削正火、退火状态钢要降低切削速度20%30%；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高；切削有色金属比切削中碳钢的切削速度可提高100%300%。 (4)刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬质刀

15、具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高，如硬质合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切削合金钢的切削速度比高速钢刀具可高几倍，涂层刀具的切削速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和速度比未涂层刀具要高，陶瓷、金刚石和CBN刀具可采用更刀具可采用更高的切削速度。高的切削速度。 (5)精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区域。域。 (6)断续切削时，为减少冲击和热应力，宜适当降断续切削时，为减少冲击和热应力，宜适当降低切削速度。低切削速度。 (7)在易发生振动情况下，切削速度应避开自激振在易发生振动情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度。动的临界

16、速度。 (8)加工大型工件、细长件和薄壁工件或带外皮的加工大型工件、细长件和薄壁工件或带外皮的工件，应适当降低切削速度。工件，应适当降低切削速度。切削液的合理选择切削液的合理选择一、切削液的分类一、切削液的分类二、切削液的功用二、切削液的功用1 1切削液的功用切削液的功用三、切削液的选择和应用1.1.从工件材料方面考虑从工件材料方面考虑2.从刀具材料方面考虑从刀具材料方面考虑3. 从加工要求方面考虑从加工要求方面考虑4. 从加工方法方面考虑从加工方法方面考虑 钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，态，导向部、校正部与已加工表面的

17、摩擦也严重，对硬度高、导向部、校正部与已加工表面的摩擦也严重，对硬度高、强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳化液和极压切削油；化液、极压乳化液和极压切削油； 成形刀具、成形刀具、 齿轮刀具齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，等，要求保持形状、尺寸精度等，也应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液；也应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液； 磨削加工温度很高磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好的冷却性能和清洗性能，常用半透明的要求切削液具有较

18、好的冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液；磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能水溶液和普通乳化液；磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液和极压乳化液。较好的水溶液和极压乳化液。 加工时切削液的选择加工时切削液的选择加工材料加工材料粗加工粗加工精加工精加工碳素钢碳素钢乳化液、苏打水乳化液、苏打水乳化液、极压乳化液、混合油、硫化油、乳化液、极压乳化液、混合油、硫化油、肥皂水溶液等肥皂水溶液等合金钢合金钢乳化液、极压乳化液乳化液、极压乳化液同上同上不锈钢及耐不锈钢及耐热钢热钢乳化液、极压切削油、乳化液、极压切削油、硫化乳化液、极压乳硫化乳化液、极压乳化液化液氯化煤油、煤油加氯化煤油、

19、煤油加25的植物油、煤的植物油、煤油加纯油加纯20松节油和松节油和20油酸、硫化油酸、硫化油（柴油加油（柴油加20脂肪和脂肪和5硫磺）硫磺）铸钢铸钢乳化液、极压乳化液、乳化液、极压乳化液、苏打水苏打水乳化液、极压切削油、混合油乳化液、极压切削油、混合油青铜黄铜青铜黄铜一般不用，必要时用一般不用，必要时用乳化液乳化液乳化液、不含硫极压乳化液乳化液、不含硫极压乳化液铝铝一般不用，必要时用一般不用，必要时用乳化液、混合油乳化液、混合油菜油、混合油、菜油、混合油、煤油煤油、松节油、松节油铸铁铸铁一般不用，必要时用一般不用，必要时用压缩空气或乳化液压缩空气或乳化液一般不用，必要时用压缩空气或极压乳一般不

20、用，必要时用压缩空气或极压乳化液化液切削液的选择切削液的选择 加工一般钢材，选用乳化液或硫化切削油。加工铜合加工一般钢材，选用乳化液或硫化切削油。加工铜合金和有色金属时，不宜采用含硫化油的切削液，以免金和有色金属时，不宜采用含硫化油的切削液，以免腐蚀工件。加工铸铁、青铜、黄铜等脆性材料时，为腐蚀工件。加工铸铁、青铜、黄铜等脆性材料时，为避免崩碎切屑进入机床运动部件，一般不用切削液，避免崩碎切屑进入机床运动部件，一般不用切削液，但在低速精加工中，为提高表面质量，可用煤油作为但在低速精加工中，为提高表面质量，可用煤油作为切削液。切削液。 高速钢刀具耐热性差，为了提高刀具耐用度，一般要高速钢刀具耐热

21、性差，为了提高刀具耐用度，一般要根据具体切削条件选择合适的切削液。硬质合金刀具根据具体切削条件选择合适的切削液。硬质合金刀具由于耐热性、耐磨性较好，一般情况下不用切削液。由于耐热性、耐磨性较好，一般情况下不用切削液。如果要用，必须连续、充分地加切削液，以免硬质合如果要用，必须连续、充分地加切削液，以免硬质合金刀片因骤冷骤热而开裂金刀片因骤冷骤热而开裂 F切削液应根据加工性质、工件材料、切削液应根据加工性质、工件材料、刀具材料等具体情况合理选用刀具材料等具体情况合理选用 切削液不仅要选择得合理，切削液不仅要选择得合理， 而且要正确地使用，而且要正确地使用， 才能取得更好的效果。才能取得更好的效果。 1 1、 浇注法浇注法 浇注法如图所示，这是最普通的使用方法。虽浇注法如图所示，这是最普通的使用方法。虽使用方便，但流量小、压力低，难以直接渗透到切使用方便，但流量小、压力低，难以直接渗透到切削刃最高温度处，效果较差。切削时，应尽量浇注削刃最高温度处，效果较差。切削时，应尽量浇注到切削区。车、铣时，切削液流量约为到切削区。车、铣时，切削液流量约为101