金属切削用量选择原则
简述切削用量的选用原则。
简述切削用量的选用原则。
简述切削用量的选用原则切削用量是指将金属材料切削成一定尺寸形状的机床主轴转动的圈数次数，也可以指在一次切削过程中，机床主轴转动的角度。
选用合理的切削用量，可以保证机床的高效工作，减少加工时间，提高生产效率，节省能源，减少刀具的磨损，改善加工品质，提升产品质量。
因此，选用合理的切削用量是生产过程中注意要点之一。
切削用量的选用原则有以下几点：1、必须符合材料的特性。
不同的材料，其强度、硬度、抗拉强度等性能特性都不同，切削用量的选择也要根据材料的不同特性而定，以使加工工艺充分发挥材料性能。
2、必须符合切削工艺要求。
切削工艺不同，所需要的切削用量也不同，有些加工要求切削用量大，有些加工要求切削用量小，要根据加工要求选择合适的切削用量。
3、必须符合刀具的特性。
不同的刀具，其性能特性也不同，要根据刀具的特性，选择合适的切削用量，以便发挥刀具的最佳效能。
4、必须符合机床的特性。
不同的机床，其转速、功率等性能特性也不同，切削用量的选择也要根据机床的特性来决定，以保证机床的最佳效能。
5、必须符合工件尺寸要求。
切削用量必须根据工件尺寸的大小来选择，如果工件尺寸较大，则切削用量越大，反之，切削用量越小。
6、必须符合加工精度要求。
当加工的精度越高时，切削用量就越少，而加工的精度越低时，切削用量就越大。
7、必须考虑切削方法的特点。
切削方法的特点包括：切削的深度和宽度，刀具的刃口形状，机床的转速，切削液的种类和流量等，这些都会影响切削用量的选择。
8、必须考虑切削液的特点。
不同的切削液具有不同的特性，要根据切削液的性质，选择适当的切削用量，以更好地发挥切削液的效用。
以上就是切削用量的选用原则的简介，要想使机床的加工效率达到最高，切削用量的选用是必不可少的，并且要根据不同材料、不同机床、不同刀具、不同加工工艺等多种因素，来确定适当的切削用量，以保证加工质量和加工效率。
第七章 切削用量的选择
在选择合理切削用量时，必须考虑加工性质。 由于粗加工和精加工要完成的加工任务和追求的目 标不同，因而切削用量选择的基本原则也完全不同。
7.7.1
粗加工时切削用量选择的基本原则
粗加工时高生产效率是追求的基本目标。这个目 标常用单件机动时最少或单位时间切除金属体积最多 来表示。下面以外圆纵车为例加以说明（图7-1）。
3.确定切削速度vc 当刀具使用寿命T、背吃刀量ap与进给量f确定 后，即可按式（7.4）计算切削速度vc
(7.4) 式中 k vc——切削速度修正系数，与刀具材料和几 何参数、工件材料等有关。 Cv 、 xv 、yv 、m及K vc值见表7.3.加工其他工件 材料时的系数及指数可查切削用量手册。
由式（6.6）可知，在选择切削用量时：应首先 选择最大的ap，其次要在机床动力和刚度允许的前提 下，选用较大的f，最后再根据式（6.6）选择合理的 vc值。
当刀具使用寿命为一定值用高速钢车刀切钢时，切削用量之间有式（7.3） 关系
(7.3)
式（7.3）表明，为保证刀具合理使用寿命，
不参与优化。因此，切削用量的优化主要是指切削切 削速度vc与进给量f的优化组合。 以单件成本最低为目标的优化目标函数的建 立过程如下： 当ap一定时，由式（7.1）
式中 由式（6.5）得
式中
将tm 、T值代入式（6.14），得 式中
式（ 7.9 ）即为所建立的单件成本最低的目标函 数。求该函数的极值，得
合理切削用量的选择可按下列方法进行：
1.确定背吃刀量ap
ap一般根据性质与加工余量来确定。
切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工
粗加工时，在保留半精与精加工余量的前提下，若机 床刚度允许，加工余量应尽可能一次切掉，在中等功 率机床上采用硬质合金刀具车外圆时，粗车取ap=2 ～ 6mm，半精车去ap=0.2 ～ 3mm，精车取ap=0.1 ～ 0.3mm。
切削用量的选用原则有哪些【切削加工必知 】
切削加工中的切削速度、进给量和切削深度的总称被称为切削用量，它是生产加工中主要的工艺参数。
这个参数会严重影响到工件的加工精度和表面粗糙度，同时，对于设备、刀具以及生产效率都有严重的影响。
切削用量的选用原则都有哪些?1、一般原则切削用量要根据工件的材料、精度要求和表面粗糙度要求以及高举的材料和机床的功率与刚度情况进行选择。
同时在选择切削用量的时候，一般还要先选定切削的深度，然后选定进给量，最后确定切削速度。
2、切削深度的选择进行粗加工的时候，在留出精细加工余量之后，在机床—刀具—工件系统的刚度允许的情况下，尽可能用较少的走到次数将粗加工余量切除。
不能一次切除时，应该按照先多后少的不等余量的方法进行加工。
为了避免损坏刀具，在进行有硬皮的铸件或切削不锈钢等切削表层冷硬的材料时，要加深切削深度，最好超过硬皮或冷硬层厚度。
精加工时，为了逐步提高加工精度和表面光洁度，应采取逐步减小切削深度的方法，多次走刀、如果精加工的刀具良好，也能在一次窃取较大余量下得到高精度和较好的表面质量。
3、进给量的选择选择粗加工进给量时一般要考虑一下几个因素：(1)机床—刀具—夹具系统的刚度，如果系统刚度好，进给量可以增加，反之，进给量要小一些。
(2)卷屑还是断屑，进给量可以选择大一些，若为卷屑，则进给量应该选择小一些。
(3)断续切削还是连续切削，断切削因有冲击，考虑刀具的强度，进给量应选小些，连续切削进给量可适当选大些。
选择精加工进给量时，主要应考虑工件表面粗糙度的要求，一般粗糙度数值越小，进给量也要相应减小。
但是有时进给量过小，表面粗糙度数值反而会增大，这是由于刀具圆弧刃的切削厚度是变化的，靠副切削刃处，切削厚度比刃口圆弧半径小得多，以至于有部分金属未切除，被挤在刀具的副后面磨损成沟槽，切削一段时间后，设置可出几条沟槽，其间的距离等于进给量，所以，使工件的已加表面的粗糙度度值增大。
4、切削速度的选择选择切削速度主要应该根据工件和刀具的材料，使在已选定的切削深度和进给量的基础上达到一定的刀具耐用度。
切削 用量的合理选择
2）根据机床说明书，取机床实际进给量 =0.51mm／r。 3）检验机床进给机构允许的进给量。参考CA6140车床说 明书，查出机床进给机构允许的最大进给抗力为：FMfmax＝ 3528N。 计算切削时进给力为：
统、工件刚度以及精加工时表面粗糙度要求，确定进给量。
3）根据刀具寿命，确定切削速度。 4）所选定的切削用量应该是机床功率所允许的。
1.2切削用量的合理选择方法
1.背吃刀量的合理选择
背吃刀量一般是根据加工余量来确定。 粗加工（表面粗糙度Ra=50～12.5μm）时，尽可能一 次走刀即切除全部余量，在中等功率的机床上加工，取 ap=8～10mm；加工余量太大或余量不均匀、工艺系统刚性 不足或者断续切削时，可分几次走刀。 半精加工（Ra=6.3～3.2μm）时，取ap=0.5～2mm。 精加工（Ra=1.6～0.8μm）时，取ap=0.1～0.4mm。
1.5切削用量的优化概念
切削用量的优化是指在一定的预定目标及约束条件下， 选择最佳的切削用量。
在实际生产中，由于各种条件（加工零件、机床、刀 具、夹具等）都在变化，很难确定出一组最合理的切削用 量数值。
利用切削用量优化的方法，在确定加工条件下，综合 考虑各个因素，通过计算机辅助设计，能找出满足高效、 低成本、高利润和达到表面质量要求的一组最佳的切削用 量参数。实际切削用量的优化过程就是建立优化目标的数 学模型，用计算机求极值。主要目标函数有三个。
床功率是否允许。 在实际生产中，切削用量的合理选择，既可参照有关 手册的推荐数据，也可凭经验根据选择原则确定。
1.3车削用量的合理选择例题
切削用量的合理选择
切削用量的合理选择切削用量的合理选择(2021-07-1315:37:22)标签：刀具寿命用量生产率切削性能杂谈分类：数控刀具技术切削用量不仅就是在机床调整前必须确认的关键参数，而且其数值合理是否对加工质量、加工效率、生产成本等有著非常关键的影响。
所谓“合理的”切削用量就是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能够(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，赢得低的生产率和高的加工成本的切削用量。
一制订切削用量时考虑的因素切削加工生产率在焊接加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均维持线性关系，即为其中任一参数减小一倍，都可以并使生产率提升一倍。
然而由于刀具寿命的制约，当任一参数减小时，其它二参数必须增大。
因此，在制定切削用量时，三要素获得最佳女团，此时的高生产率才就是合理的。
刀具寿命切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、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；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。
加工表面粗糙度精加工时，减小进给量将减小加工表面粗糙度值。
因此，它就是精加工时遏制生产率提升的主要因素。
二刀具寿命的选择原则切削用量与刀具寿命存有密切关系。
在制订切削用量时，应当首先挑选合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应当根据优化的目标而的定。
通常分后最低生产率刀具寿命和最高成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确认，后者根据工序成本最高的目标确认。
挑选刀具寿命时可以考量如下几点：根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。
复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。
对于机夹可以移调刀具，由于再加刀时间长，为了充分发挥其切削性能，提升生产效率，刀具寿命附加得高些，通常挑15-30min。
对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。
车间内某一工序的生产率管制了整个车间的生产率的提升时，该工序的刀具寿命必须挑选得高些；当某工序单位时间内所分摊至的全厂支出m很大时，刀具寿命也高文瑞得高些。
金属切削原理与刀具 课题28 背吃刀量选择
制定合理的切削用量
二、切削速度Vc及其选择
3. 切削速度vc对刀具耐用度影响
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 去除率会成正比例增加，刀具与工件间的摩 擦加剧，消耗于金属变形和摩擦的无用功增 加，因而产生过多的热量。因此，提高切削 速度的结果是：摩擦热大量的积聚在切屑底 层而来不及传导出去，从而使切削温度急剧 升高，使刀具的耐用度大大降低。
制定合理的切削用量
二、切削速度Vc及其选择
知识小结
切削用量VC及其选择
(1) 选择切削用量基本原则 (2) 切削速度Vc及其选择
切削速度Vc概念 切削速度Vc计算公式 切削速度Vc对刀具耐用度影响 切削速度Vc的选择
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制定合理的切削用量
一、选择切削用量的基本原则
首先 选取尽可能大的背吃刀量ap；
其次
根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件（粗加工时），已加工表面粗糙度
要求（பைடு நூலகம்加工时），选取尽可能大的进给量f ；
最后 根据“切削用量手册”查取或根据刀具寿命确定合适的切削速度vc 。
制定合理的切削用量
二、切削速度Vc及其选择 1. 切削速度Vc概念
金属切削原理 与刀具
主讲人：夏云才
背吃刀量选择
切削用量的选择
切削用量的选择，对生产 率、加工成本、加工质量和刀 具寿命均有重要影响。进行切 削加工，通常先确定刀具几何 参数，再选定切削用量。
切削用量的选择
所谓合理的切削用量是指刀具切 削性能和机床动力性能得到充分发挥， 在保证加工质量的前提下，获得高生 产率和低成本的切削用量。目前生产 中切削用量的确定，多是根据生产实 践经验、切削用量手册或国内外切削 数据库等资料参考选用。
粗车加工中 切削用量的选择原则
粗车加工中切削用量的选择原则粗车加工是一种重要的金属加工方式，主要用于去除零件表面的多余材料，将其转换为预定尺寸和形状。
在粗车过程中，切削用量的选择是至关重要的。
切削用量的选择不正确会导致切削效率低下、加工表面质量差或更严重的是加工失效。
因此，正确地选择切削用量是粗车加工的成功之路。
1. 切削深度与轮廓形状切削深度是指工具在工件上下降的距离，一般情况下，切割深度越深，切削效率越高。
但是，在选择切削深度时，还需要考虑到轮廓形状。
如果轮廓形状不是规则的直线或圆弧，那么就需要根据轮廓形状选择合适的切削深度。
如果切削深度过大，可能会造成切削力过大，达到机床极限或刃口损坏的风险。
2. 材料硬度硬度较大的材料需要使用更小的切削深度和切削速度，以减少切削刃口磨损。
相反，对于硬度较小的材料，可以选择更大的切削深度和切削速度，提高切削效率。
3. 加工对象形状和大小加工对象的形状和大小对切削用量的选择也有很大的影响。
对于较大的工件，需要选择较大的切削深度，以便更好地利用机床动力。
而对于较小的工件，则需要选择较小的切削深度，以减少切削损伤。
4. 刀具的刃口造型刀具的刃口造型是影响切削用量选择的重要因素。
具有流线特性的刃口减小了切削力，提高了切削速度，在相同情况下可以使用更大的切削深度实现高效的切削。
相反，非流线型刃口在切削时会形成更大的切削力，需要减小切削深度和切削速度。
总结：在粗车加工中，正确选择切削用量可以提高加工效率，改善加工表面质量，并降低机床和刀具的磨损。
应根据工件材料硬度、形状和大小以及刀具的刃口造型等因素选择适当的切削用量，以提高切削效率和加工精度，同时减小机床和刀具的磨损。
第 章 切削用量及其计算
般采用普通速度，即υs≤35m/s。有时采用高速磨削，即υs＞35m/s，如 45m/s, 50m/s,60m/s, 80m/s
或更高。磨削用量的选择步骤是：先选较大的工件速度υw，再选轴向进给量 fa，最后才选径向 进给量 fr。
(a)圆柱铣刀铣平面
(b)端铣刀铣平面
(c)立铣刀铣槽
图 14-1 不同铣削加工的切削要素
68.8 37.6
0.40 0.20 —
0.50 0.25
表 14-2 车削过程使用条件改变时的修正系数
（一）与车刀寿命有关
刀具 材料
工件材料
车刀形式
寿命 工作
T/min 30 60 90 120 150
修正系数
240 360
329
机械制造技术基础与工艺学课程设计教程
κ
' r
①组合机床切削用量应比普通机床低 30%，以减少换刀时间，提高经济效益。
②组合机床上的多种同时工作的刀具，其合理切削用量是不同的。如钻头要求υc 高 f 小，
而铰刀则要求υc 低 f 大。但动力头每分钟的进给量却是一样的。为使各刀具都有较合适的切削
用量，应首先列出各刀具独自选定的合理值，然后以“每分钟进给量相等”为标准进行折中，
前孔的半径之差。
（3）铣削加工要注意区分铣削要素
υc——铣削速度，m/min， υc
=
πd0n 1000
；
d0——铣刀直径，mm；
n——铣刀转速，r/min；
f——铣刀每转工作台移动距离，即每转进给量，mm/r；
fz——铣刀每齿工作台移动距离，即每齿进给量，mm/z；
υf ——进给速度，即工作台每分钟移动的距离，mm/min, υf=fn=f zzn；
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切削用量的选择原则数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p和进给量f，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。
1. 数控车床切削用量1）切削深度a p在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。
当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm。
切削深度ap计算公式：a p=2mw dd式中：d w—待加工表面外圆直径，单位mmd m—已加工表面外圆直径，单位mm.2）切削速度Vc①车削光轴切削速度V c光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。
切削速度Vc计算公式：Vc=式中：d—工件或刀尖的回转直径，单位mmn—工件或刀具的转速，单位r/min表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表工件材料热处理状态a p=0.3~2mm a p=2~6mm a p=6~10mm f=0.08~0.3mm/r f=0.3~0.6mm/r f=0.6~1mm/r Vc/m·min-1Vc/m·min-1Vc/m·min-1低碳钢易热轧140~180100~12070~90切钢热轧130~16090~11060~80中碳钢调质100~13070~9050~70热轧100~13070~9050~70合金工具钢调质80~11050~7040~60工具钢退火90~12060~8050~70HBS<19090~12060~8050~70灰铸铁HBS=190~22580~11050~7040~60高锰钢10~20铜及铜合金200~250120~18090~120铝及铝合金300~600200~400150~200铸铝合金100~18080~15060~100注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。
②车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。
下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：n≤–k式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。
k—保险系数，一般为80。
3）进给速度进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。
⑴确定进给速度的原则①当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。
②切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。
③刀具空行程尽量选用高的进给速度。
④进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。
⑵进给速度V f的计算V f = n f式中：n—车床主轴的转速，单位r/min。
f—刀具的进给量，单位mm/r。
表2为硬质合金车刀车粗车外圆和端面进给量参考表，表3为按表面粗糙度选择进给量参考表。
表2 硬质合金车刀粗车外圆及端面进给量参考表工件材料刀杆尺寸BXH（mm2）工件直径d(mm)切削深度a p（mm）≤3>3~5>5~8>8~12>12进给量f(mm/r)碳素结构钢合金结构钢耐热钢16X25200.3~0.4-------------------400.4~0.50.3~0.4--------------600.5~0.70.4~0.60.3~0.5--------1000.6~0.90.5~0.70.5~0.60.4~0.5----4000.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.6----20X3025X25200.3~0.4----------------400.4~0.50.3~0.4------------600.5~0.70.5~0.70.4~0.6--------1000.8~1.00.7~0.90.5~0.70.4~0.7-----400 1.2~1.4 1.0~1.20.8~1.00.6~0.90.4~0.6铸铁铜合金16X25400.4~0.5----------------600.5~0.80.5~0.80.4~0.6--------1000.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.7----400 1.0~1.4 1.0~1.20.8~1.00.6~0.8----20X3025X25400.4~0.5----------------600.5~0.90.5~0.80.4~0.7--------1000.9~1.30.8~1.20.7~1.00.5~0.8----400 1.2~1.8 1.2~1.6 1.0~1.30.9~1.10.7~0.9注：1）断续加工和加工有冲击的工件，表内进给量应乘系数k=0.75~0.85；2）加工无外皮工件，表内进给量应乘系数k=1.1；3) 加工耐热钢及其合金，进给量不大于1mm/r；4) 加工淬硬钢，应减少进给量。
当钢的硬度为44~56HRC，应乘系数k=0.8；当钢的硬度为57~62 HRC时，应乘系数k=0.5。
表3 按表面粗糙度选择进给量参考表工件材料表面粗糙度Ra(µm)切削速度范围V c (m/min)刀尖圆弧半径rε(mm)0.5 1.0 2.0进给量f(mm/r)铸铁青铜铝合金>5~10不限0.25~0.400.40~0.500.50~0.60 >2.5~50.15~0.250.25~0.400.40~0.60 >1.25~2.50.10~0.150.15~0.200.20~0.35碳钢合金钢>5~10<500.30~0.500.45~0.600.55~0.70>500.40~0.550.55~0.650.65~0.70 >2.5~5<500.18~0.250.25~0.300.30~0.40>500.25~0.300.30~0.350.30~0.50 >1.25~2.5<500.100.11~0.150.15~0.2250~1000.11~0.160.16~0.250.25~0.35>1000.16~0.200.20~0.250.25~0.35注：rε=0.5mm，一般选择刀杆截面为12X12 mm2；rε=1mm，一般选择刀杆截面为30X30 mm2；rε=2mm, 一般选择刀杆截面为30X45 mm2。
2. 数控铣床切削用量选择数控铣床的切削用量包括切削速度v c 、进给速度v f 、背吃刀量a p和侧吃刀量a c。
切削用量的选择方法是考虑刀具的耐用度，先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。
1)背吃刀量a p（端铣）或侧吃刀量a c（圆周铣）如下图所示，背吃刀量a p为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时a p为切削层深度，圆周铣削时a p为被加工表面的宽度。
侧吃刀量ac为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时a c为被加工表面宽度，圆周铣削时a c为切削层深度。
端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量要求决定。
①工件表面粗糙度要求为Ra3.2~12.5µm，分粗铣和半精铣两步铣削加工，粗铣后留半精铣余量0.5 ~ 1.0mm。
图铣刀铣削用量②工件表面粗糙度要求为Ra0.8~3.2µm，可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工。
半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣削侧吃刀量取1.5~2mm，精铣时圆周铣侧吃刀量取0.3~0.5mm，端铣背吃刀量取0.5~1mm。
2)进给速度v f进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。
它与铣刀转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量f z(单位为mm/z)有关。
进給速度的计算公式：v f = f z Z n式中: 每齿进给量f z的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械性能、工件表面粗糙度等因素。
当工件材料的强度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件刚性差或刀具强度低，f z 值取小值。
硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀的选用值，每齿进给量的选用参考表见表4。
表4 铣刀每齿进给量f z参考表工件材料每齿进给量f z(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.10~0.150.10~0.250.02~0.050.10~0.15铸铁0.12~0.200.15~0.303)切削速度铣削的切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ae以及铣刀齿数Z成反比，与铣刀直径d成正比。
其原因是fz、ap、ae、Z增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具磨损，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。
如果加大铣刀直径则可以改善散热条件，相应提高切削速度。
表5列出了铣削切削速度的参考值。
表5 铣削时的切削速度参考表工件材料硬度（HBS）切削速度v c(m/min)高速钢铣刀硬质合金铣刀钢<22518~4266~150 225~32512~3654~120 325~4256~2136~75铸铁<19021~3666~150 190~2609~1845~90 160~320 4.5~1021~30。