数控机床加工的切削用量
铣削加工切削用量的选择
数控机床加工的切削用量
（3）确定进给速度
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数。主要根 据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、零件的材 料性质来选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给 速度应该选择得小些。一般应该在20mm/min~50mm/min 范围内选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能 的影响，并与数控系统中脉冲当量的大小有关。
总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的 手册并结合实际经验用类比法来确定，同时使主轴转速、 铣削深度以及进给速度三者能够相互适应，以形成最佳的 切削用量。在选择进给速度时，还应该注意零件加工中的 特殊因素。例如在轮廓加工中，当零件轮廓有拐角时，刀 具容易产生“超程”和“欠程”现象，从而导致加工误差。
数控机床编程与操作
数控机床加工的切削用量
切削用量主要包括：铣削深度、铣削速度、进给速度。 对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量，合理选择 切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但 也应该考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，一般 应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工 成本。具体选用数值应该根据机床说明书、切削用量手册， 并结合实际经验而定。 （1）铣削深度
数控机床编程与操作
效措施还是应该尽可能采取大的铣削深度。因为切削速度v 与刀具耐用度的关系成反比，所以切削速度v 的选取主要取
决于刀具耐用度。切削用量的选取可根据实际经验或参阅有 关手册。
主轴转速n（r/min）由切削速度v 来选定：
n= 1000v /（πd）
式中：v ——切削速度mm /min，由刀具耐用度决定；
在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，应以最小的进 给次数切除待加工余量，最好一次切除待加工余量，以提高 生产效率。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，可留少 许余量留待最后加工。数控铣床的精加工余量一般可取 （0.2~0.5mm）。
浅谈数控车床削切用量的教学方法
表 １硬质 合金 车刀粗车外圆及端面的进给量 娄 ｌ ｄ 空 【 床作为 自 ｂ 化ｂ 口 】 ： 机床， 蓄 日 日 益广泛， 琉 ０ 造彳 亍 业有了突飞猛进的发展。数控加工具有三高的特点 ， 即高效、 高速和高精 度。 而这些特 点与切削用量的 圆左 用有着紧密的联系。 所以切削用量的 选择， 是进行数控程序编制前的— 藩 涉 骤， 需要同学ｆ 『 人 真对待。 碳 素 结构钢 、合金 １ ６ Ｘ ２ ５ ２ ０ ０ ３ ～０ ． ４ ～ 一 这—课题一直是数控 结构钢 及耐热钢 ４ ０ ０ ． ４ ～０ ． ０ ． ３ － － － － ０ — 工艺老师的难题。在 控加工工艺学》 中， 有—节专门讲解数控车床切削 ５ ４ 用量的课程 ， 在过去教学中， 我都是对同学们只介绍选用的原则， 让同学 ６ ０ ０ ． ５ ～０ ． ０ ． ４ ～０ ． ｎ ３ ～Ｏ ． ５ ７ ６ 们从原理和理论 匕 掌握Ｉ Ｈ ， 廿课， 可是效果不太好， 有不少同学反映到实际 ２０× ３ ０ ２０ ０． ３～０． 一 一 编程时还是拿不准如何选择切削用量。 ４ 这学期 ， 我对本节课进行了课程改革， 从三个方面来诠释此节课 ， 第 ２ ５×２ ５ ４ ０ ０ ． ４ ～０ ０ ３ ＂ － － － ０ — 对切削用量三要素进行讲解， 第二 ， 对切削用量的选用厉 狈０ 进行分析， ５ ４ 第三 ， 举例说明如何ｊ 用数控车床外圆加工时的切削用量。 ６０ ０． ５ ～ Ｏ． ０． ５ ～０ ． ｎ ４～ Ｏ ． ６ ７ ７ １ 切削用量三要素介绍 切削用量是反映数控机床加工时运动大小的参数。 ￣￣ ｚ ＿ － ３ ３ 量 印， 切削 表 ２ 按 表 面 粗 糙 度 值选 择进 给 量 速度 Ｖ ｃ ， 进给量 ｆ 称为切削用量三要素。 １ ． １ 背吃刀量 ａ ｐ 是指加工工件的已加工表面和待加工表面间的垂直 距离 ， 数控车床车削外圆时是按半径方向计算。 ｌ ２切削速度则是指数控刀具上主切削刃上的切削点相对于工件运 Ｏ ＞５ ０ ０ ４ ０ ～０ ５ ５ Ｓ ５ ～ 铬 ０ ６ ５ ～０ ７ ０ 动 的瞬时线 速度 。切 削速度 和主轴转 速之 间有转换 关系式 如下 ： 碳 钢及 合金 ５～１
数控加工中刀具的选择和切削用量的确定
构成 ， ￣ ｎ ｇ ｏ ｏ 内外 圆车刀、 左 右端面车刀、 切槽 （ 切断） 车刀及刀 点放 到对刀点上， 即“ 刀位 点” 与“ 对刀点” 的重合。 所谓 “ 刀位
尖倒棱很小的各种外圆和 内孔车刀。 尖形车刀几何参数 （ 主要是 点” 是指刀具的定位 基准 点， 车刀 的刀位 点为刀尖或 刀尖 圆弧
圆弧形车刀是以一 圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削 等， 以减少对刀时间， 提 高对刀精度。 加工过程 中需要换刀时， 刃为特征 的车刀。 该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖， 应规定换刀点。 所谓 “ 换刀点” 是指刀架转动换 刀时的位置 ， 换 应此 ， 刀位 点不在圆弧上 ， 而在该圆弧的圆心上 。 圆弧形车刀可 刀点应 设在 工件或夹具 的外部 ， 以换刀 时不碰工件及其它部件
工时， 为保证至少完成一次走刀， 避免切削时中途换 刀， 刀具寿 序 执行 的一开始 ， 必须 确定刀具在 工件坐标 系下开始 运动 的 命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
１ ． ２选择数控车削用刀具
数控 车削车刀常用 的一 般分成型车刀、 尖 形车刀、 圆弧形 所 以， 该点又称对刀点。 在编制程序 时， 要正确选择对刀点的位 车刀以及 三类 。 成型车刀也称 样板车刀， 其加 工零 件的轮廓形 置。 对刀点设置 原则是： 便于数值 处理和简 化程 序编制 。 易于
Ｓ Ｇ ￣Ｔ ， 直柄刀具系统 的标准代号为Ｄ Ｓ Ｇ ￣Ｚ ， 此 外， 对所选择的 充分发挥其切削性能， 提高生产效率， 刀具寿命可选得低些， 一 Ｔ 刀具 ， 在使用前都需对刀具尺寸进行严格 的测量 以获得精确数 般取 １ ５ — ３ ０ ｍ ｉ ｎ 。 对于装刀、 换刀和调刀 比较 复杂的多刀机床、 组 并 由操 作者将这些 数据输入数 据系统， 经程序调用而完成 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 据， 从而加工出合格的工件。 可靠 性。 车 间内某—工序 的生产率 限制 了整个车间的生Fra bibliotek率的 加工过程 ，
数控机床加工的切削用量
单元4数控机床加工的切削用量教学目的1、了解数控机床的运动（主运动、进给运动）；2、了解数控机床加工刀具的角度及其作用；3、了解数控机床加工中有关切削层的参数及其作用；4、了解数控机床加工中的切削用量及其选用原则。
5、掌握常用不同材料零件在粗加工、半精加工和精加工时的切削用量选用；教学重点1、数控机床加工刀具的角度及其作用；2、数控加工中粗加工、半精加工和精加工时的切削用量选择；教学难点1、刀具的角度及其作用；2、切削用量选用教学方法讲练结合教学内容一、车削加工与刀具1. 车削加工原理在普通车床和一般数控车床上，可以进行工件的外表面、端面、内表面以及内外螺纹的加工。
对于车削中心，除上述各种加工外，还可进行铳削、钻削等加工。
从上述介绍可以看出：在切削过程中，刀具和工件之间必须具有相对运动，这种相对运动称为切削运动。
根据切削运动在切削过程中的作用不同可以分为主运动、和进给运动。
各种机床的主运动和进给运动参见下表。
主运动是指机床提供的主要运动。
主运动使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具的前刀面接近工件并对工件进行切削。
在车床上，主运动是机床上主轴的回转运动，即车削加工时工件的旋转运动。
2）进给运动进给运动是指由机床提供的使刀具与工件之间产生的附加相对运动。
进给运动与主运动相配合，可以形成完整的切削加工。
在普通车床上，进给运动是机床刀架（溜板）的直线移动。
它可以是纵向的移动（与机床主轴轴线平行），也可以是横向的移功（与机床主轴轴线垂直），但只能是一亇方向的移动。
在数控车床上，数控车床可以同时实现两亇方向的进给，从而加工出各种具有复杂母线的回转体工件。
在数控车床中，主运动和进给运动是由不同的电机来驱动的，分别称为主轴电机和坐标轴伺服电机。
它们由机床的控制系统进行控制，自动完成切削加工。
2. 切削用量切削用量是指机床在切削加工时的状态参数。
不同类型的机床对切削用量参数的表述也略有不同，但其基本的含义都是一致的，如下图所示。
4.4切削用量的选择数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量
图4-24为车圆弧的阶梯走刀路线。
图4-25（a）为车圆弧的同心圆弧走刀路线。
图4-24 阶梯走刀路线车圆弧
图4-25
同心圆弧走刀路线车圆弧
图4-27为车圆弧的车锥法切削路线
即先车一个圆锥，再车圆弧。
图4-27 车锥法走刀路线车圆弧
（2）车圆锥的走刀路线分析
图4-26 车圆锥走刀路线
（3）车螺纹时轴向进给距离的分析
（4）按安装次数划分工序 以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适
用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。
如图4-21所示工件，工序一：以毛坯的粗基准定位加工左端轮廓； 工序二：以加工好的外圆表面定位加工右端轮廓。
图4-21 轴类零件分析
4.5.3加工顺序的确定
在对零件图进行认真和仔细的分析后，制定加工方案应遵循以 下基本原则——先粗后精，先近后远，内外交叉，程序段最少，走
表4-4 常用切削用量推荐表
工件材料
加工内容
背吃刀量 ap／mm 5-7
切削速度 vc／m· min-1 60～80
进给量 f/mm· r-lσb>600MPa
粗加工
精加工 钻中心孔
2-3
2-6
80～120
120～150 500～800r· min-1
0.2～0.4
表4-3 硬质合金刀具切削用量推荐表
粗 加 工 刀具 材料 工件材料 切削速度 （m／min） 220 180 120 80 80 40 120 100 1600 进给量 （mm／r） 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 背吃刀量 mm 3 3 3 3 3 3 2 切削速度 （m／min） 260 220 220 160 140 · 140 120 精 加 工 进给量 （mm／r） 0.l 0.l 0.1 0.l 0.l 0.1 0.l 背吃刀量 mm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5
切削用量的确定
总之，切削用量的具体数值应根机床性 能、相关的手册并结合实际经验用类比方 法确定。同时，使主轴转速、切削深度及 进给速度三者能相互适应，以形成最佳切 削用量。
2．进给速度的确定 进给速度是数控机 床切削用量中的重要参数，主要根据零件 的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、 工件的材料性质选取。最大进给速度受机 床刚度和进给系统的性能限制。确定进给 速度的原则：
1）当工件的质量要求能够得到保证时， 为提高生产效率，可选择较高的进给速度。 一般在100200mm/min范围内选取。
1．主轴转速的确定主轴转速应根据允许的 切削速度和工件（或刀具）直径来选择。 其计算公式为： n=1000v/πD 式中 v---切削速度，单位为m/min，由刀具的耐用 度决定；n-- -主轴转速，单位为 r/min； D----工件直径或刀具直径，单位为mm。 计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选 取机床有的或较接近的转速。
2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加 工时，宜选择较低的进给速度，一般在 20～50mm/min范围内选取。
高时，进给速度应选小些，一般在20～ 50mm/min范围内选取。
3）刀具空行程时，特别是远距离“回零” 时，可以设定该机床数控系统设定的最高 进给速度。
3．背吃刀量确定 背吃刀量根据机床、 工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的 条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的
切削用量的确定
数控编程时，编程人员必须确定每道 工序的切削用量，并以指令的形式写入程 序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量 及进给速度等。对于不同的加工方法，需 要选用不同的切削用量。切削用量的选择 原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度， 充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具 耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限 度提高生产率，降低成本。
浅谈数控加工工艺中切削用量的选择
技 术 应 用
浅谈数控 加工工艺中切 削用量的选择
周靖 明 刘 凡（ 铁山 中 桥集团 高级技工 学校， 河北 秦皇岛 ０６０ ６２５ ）
摘 要 ： 削用量是控制 数控机 床 加工质 量好坏 的关键性 因素， 切 而切 削用量 由背吃 刀量、 削速 度 和进 给 量这 三个要 素组 成 ， 切 因此 刀具 的
进给量 是切削用量 中的第二要素， 进给量 的大小就决定了 度 的前 提是选择合 理的切削用量 ， 理的切 削用量可以将刀具 零件的加工精度和表面粗糙度， 合 而工件材料和刀具 的耐磨度又 切削性能和机床性能发挥到极致 ， 如此就降低了加工成 本还提 决定了进给 量的范围。 多齿刀具中， 在 刀具转速 ｎ 、进给 速度 高了切削效率。 不同的加工种类 ， 切削用量的选 择也不相 同， 当 ｖ 、 ｆ每齿进给量 ｆ 和刀具齿数 ｚ之 间有这样 一个 关系式：。 ｚ 加工 的工件为粗 加工时， 在保证加 工成 本的前提下尽量提高生 粗加工对工件表面质量 的要求不高， 在切削中刀杆、 床、 机 产 效率。因此在 背吃刀量的选择上要尽可能的加大， 进给量 的 刀片、 工件 等工具的刚度就决 定了走 刀的进 给量 ， 因此进 给量
精确度和 自动化程 度都 比较高， 属于机 电一体化 的加工设备 。
在进行粗 加工时， 在保证精加工和半精加工所 需加工余量
数控加工需要把加工零件的图纸作为加工依据来设置相应 的工 的前 提下， 用走 刀一次性将 多余余 量削除， 当余量过 大或者 背 艺， 程序员将工 艺参数编织 为加工程序 输入 程序控 制系统， 控 吃刀量超 出了工艺系统 刚性范围时， 刀切除尽可能的由大 到 走 制 系统会控 制相应 的工件、工具对 零件进行加 工。 但是 ， 控 小， 别是第＿刀应该让刀 口尽量靠近 里层 ， 数 特 这样可以提高工件 机 床加工中的数控编程仍然 是个 急需解决 的问题 ， 程序 员根据 表面的平整度 ， 同时也可 以减 少接触硬 皮铸 锻件。 若工艺系 统 工艺要求 编写加工程序 时需要处于人机交互 的状态， 这样确定 的刚度较差或者冲 击载荷较大， 作者可降低背吃刀量 从而减 操 的切削用量才 能将误差 降至最低 。 以编程员在数 控编程 中起 小切 削力 。 所 着关键性 的作用， 必须具有一定的实践经验和 切削用量 的确定 当零 件需要进行精加工时， 背吃刀量 选择是根 据粗加工后 原则 ， 数控机床 的应 用不仅保证了加工质量 且保证了加工 的效 的加 工余量确定的， 在加工过 程中可逐渐 降低背 吃刀量 ， 样 这 率， 是促进数控机床 的产业化实现企业 生产水平和经济效益提 不仅可以提高加工质量还可 以提高加工精度。 在进 行精加工时
数控加工中切削用量的合理选择
数控加工中切削用量的合理选择【摘要】文章介绍了切削用量的三要素，并对数控机床加工时切削用量的合理选择进行了详细阐述，为数控机床编程与操作人员提供参考。
关键词】切削用量；加工质量；刀具耐用度；选择原则前言：数控加工中切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
切削用量是表示机床主运动和进给运动大小的重要参数。
切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，切削用量的大小对加工效率、加工质量、刀具磨损和加工成本均有显著影响一、切削用量的选择原则数控加工中选择切削用量，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。
（一）加工质量：加工质量分为加工精度和加工表面质量。
1•加工精度是指零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符的程度。
符合程度愈高，加工精度愈高。
实际值与理想值之差称为加工误差，所谓保证加工精度，即指控制加工误差。
⑴尺寸精度：加工表面的实际尺寸与设计尺寸的尺寸误差不超过一定的尺寸公差范围。
在国标中尺寸公差分20级（IT01、ITO、IT1〜IT18 ）。
尺寸精度的获得方法：①试切法：试切一一测量一一调整一一再试切。
用于单件小批生产。
②调整法：通过预调好的机床、夹具、刀具、工件，在加工中自行获得尺寸精度。
用于成批大量生产。
③尺寸刀具法：用一定形状和尺寸的刀具加工获得。
生产率高，但刀具制造复杂。
④自动控制法：用一定装置，边加工边自动测量控制加工。
切削测量补偿调整。
⑵几何形状精度：加工表面的实际几何要素对理想几何要素的变动量不超过一定公差范围。
在国标中形状公差有六项：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。
几何形状精度的获得方法：成形运动法①轨迹法：利用刀具与工件间的相对运动轨迹来获得形状。
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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 =
式中： d w —待加工表面外圆直径，单位mm d m —已加工表面外圆直径，单位mm. 2）切削速度Vc
① 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mm n —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
2
m
w d d
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
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
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
3)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。