切削用量三要素

切削用量江苏大学机电总厂2008年7月培训专用、请勿外传切削运动与切削用量切削用量与切削过程中的关系合理选择切削用量的原则和方法切削用量制定的步骤提高切削用量的途径切削用量及选择本章内容1.切削运动与切削用量

如外圆车削时，工件做旋转运动，刀具作纵向直线运动，形成了工件的外圆表面。在新的表面的形成过程中，工件上有三个依次变化的表面（见下图）：

待加工表面：即将被切去金属层的表面

加工表面：切削刃正在切削着的表面

已加工表面：已经切去一部分金属形成的新表面

切削用量及选择1.1切削运动

金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。但是，按切削时工件与刀具相对运动所起的作用来分，可分为主运动和进给运动。如上图所示。

（1）主运动

主运动是切下金属所必须的最主要的运动。通常它的速度最高，消耗机床功率最多。(2）进给运动使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以是连续运动，也可以是间歇运动。切削用量及选择（3）合成运动与合成切削速度当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对工件的运动称为合成切削运动，其大小与方向用合成速度向量ve表示。如下图所示，合成速度向量等于主运动速度与进给运动速度的向量和。即:ve=vc+vf

切削用量及选择1.2切削用量三要素

vc、f、ap称之为切削用量三要素。

（1）切削速度vc

大多数切削加工的主运动采用回转运动。回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：

切削用量及选择（2）进给量

f1、进给速度vf是单位时间的进给量，单位是mm/s

2、进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）。

对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。

vf=f·n=fz·z·nmm/s或mm/min

切削用量及选择（3）背吃刀量ap

对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。

对于外圆车削的深度可用下式计算：

ap=（dw-dm）/2mm

对于钻孔工作：

ap=dm/2mm

上两式中dw——待加工表面直径（mm）dm——已加工表面直径（mm）

切削用量及选择切削用量及选择2.切削用量与切削过程的关系2.1对劳动生产率的影响

切削用量三要素vc、f、ap

虽然对加工质量、刀具耐用度和生产效率均有直接的影响，但影响程度却不同，且它们又是相互联系，相互制约，不可能都选择的很大，因此，就存在着一从不同角度出发，去优先选择三者之中的某一个切削要素。

为提高生产效率，可以适当增加背吃刀量ap，减少走刀的数，但是当加工余量太大、加工余量不均匀或工艺系统刚性不足时，为避免振动可分两次或多次走刀完成。

提示：在刀具强度，机床刚性保证的情况下，尽可能增加背吃刀量ap、进给量f、适中的切削速度vc。切削用量及选择2.2对零件精度、表面粗糙度的影响

对零件精度、表面粗糙度，从进给量f

着手分析，在这三要素中，吃刀量ap通常根据加工余量而确定，而进给量f

的提高，则主要受到表面粗糙度的制约，为提高零件的粗糙度，进给量必须选择得当。在吃刀量和进给量确定后，在保证刀具的耐用度的前提下，确定合理的切削速度vc。切削用量及选择2.3对刀具耐用度的影响2.3.1刀具耐用度

所谓刀具耐用度，是指一把新刀从开始切削直到磨损量达到磨损标准为止，在这期间所使用的总的切削时间，用T表示。2.3.2切削速度vc与刀具耐用度的关系

工件材料、刀具材料、几何角度选定后，切削速度是影响刀具耐用度的主要因素。其原因是当提高切削速度时，单位时间的金属去除率成正比例增加，刀具与工件及切屑间的摩擦加剧，消耗于金属变形和摩擦的无用功增加，因而产生大量的热。因此，提高切削速度的结果：摩擦热大量的积聚在切屑底层而来不及传导出去，从而使切削温度升高。切削用量及选择2.3.3进给量f与刀具耐用度的关系

当增大进给量后，切屑厚度增大，由切屑带着走的热量增多，同时切屑与前刀面的接触长度增加，散热面积增大。通过测试得知，切削温度随进给量的增加而升高，但温度的升高幅度不及切削速度显著。2.3.4背吃刀量ap与刀具耐用度的关系

背