切削用量三要素讲解.ppt
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数控车床加工工艺编程-切削用量三要素
切削用量三ห้องสมุดไป่ตู้素
切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数。
它包括:切削速度Vc (或主轴转速n)、 切削深度ap、进给量f 三要素。
1）切削深度是指工件上已加工表面和待加工 表面间的垂直距离。
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：ap= 式中： dw—待加工表面外圆直径，单位 mm dm—已加工表面外圆直径，单位mm.
2）切削速度是切削刃选定点相对于工件的主 运动的瞬时速度。
① 车削光轴切削的速度，由工件材料、直径、刀 具的材料及加工性质等因素所确定。 切削速度Vc计算公式： v = πdn / 1000
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
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。 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时 刀具在进给方向上相对工件的位移量，单位为mm/r。
• 我们怎么来确定进给速度的原则呢？
• 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。
切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数。
它包括:切削速度Vc (或主轴转速n)、 切削深度ap、进给量f 三要素。
1）切削深度是指工件上已加工表面和待加工 表面间的垂直距离。
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：ap= 式中： dw—待加工表面外圆直径，单位 mm dm—已加工表面外圆直径，单位mm.
2）切削速度是切削刃选定点相对于工件的主 运动的瞬时速度。
① 车削光轴切削的速度，由工件材料、直径、刀 具的材料及加工性质等因素所确定。 切削速度Vc计算公式： v = πdn / 1000
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
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。 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时 刀具在进给方向上相对工件的位移量，单位为mm/r。
• 我们怎么来确定进给速度的原则呢？
• 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。
数控课件——切削用量的概念
刀具的磨损原因
❖ （1）硬质点磨损 ❖ （2）粘结磨损 ❖ （3）扩散磨损 ❖ （4）氧化磨损 ❖ （5）相变磨损
►在低温区，一般以硬质点磨损为主；在高温 区以粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损、相变 磨损为主。
工件材料的机械、物理性能对可 切削性的影响
► ①硬度：工件材料的高温硬度高时，刀具材料与工件材料的硬度比下降， 可切削性很低，切削高温合金即属此种情况。材料加工硬化倾向大，可 切削性也差。工件材料中含硬质点(如Si02，A1203等)时，对刀具的擦伤 性大，可切削性降低。
► 精加工时（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm）， 背吃刀量为0.1～0.4㎜。
►（2）进给量的选择
►粗加工时，进给量主要考虑工艺系统 所能承受的最大进给量。
►精加工和半精加工时，最大进给量主 要考虑加工精度和表面粗糙度。另外 还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、 切削速度等。
数控机床切削用量选择还应注意的问
切削用量的概念
►切削用量的概念：
切削加工过程中切削速度（υ ） 、进给量 （ f ）和背吃刀量（ ap ）的总称。
►1. 切削用量的选择原则和方法 合理的切削用量概念：是指充分利用机床和
刀具的性能，并在保证加工质量的前提下， 获得高的生产率与低加工成本的切削用量。
在不考虑辅助工时情况下，有生产率公式P ＝ Ao υ f ap
►分析：（P57）
►在刀具耐用度一定，从提高生产率角度考虑， 对于切削用量的选择有一个总的原则：首先 选择尽量大的背吃刀量，其次选择最大的进 给量，最后是切削速度。当然，切削用量的 选择还要考虑各种因素，最后才能得出一种 比较合理的最终方案。
数控机床切削用量选择
►自动换刀数控机床主轴或装刀所费时间较多， 所以选择切削用量要保证刀具加工完一个零 件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班， 最少不低于半个工作班。
切削用量三要素讲解
切削用量三要素讲解切削用量是指在机械加工过程中，为了能够获得所需的加工结果，所需要使用的切削刀具的数量。
切削用量的大小直接影响切削加工的效果和成本。
在进行切削加工时，要考虑切削用量的三个要素，即切削宽度、切削深度和进给量。
切削宽度是指刀具沿工件表面的宽度。
切削宽度的大小直接影响切削过程中的切削力、切削温度和切削表面质量。
一般来说，切削宽度越大，切削力越大，切削温度也会相应增加。
此外，切削宽度的大小还决定了每分钟切削量的大小，即工件在单位时间内被切削的体积。
因此，在切削宽度的确定上需要考虑到切削力和切削温度的限制，以及加工效率的要求。
切削深度是指刀具在一次进给中所切下的工件表面的厚度。
切削深度的大小直接影响切削过程中的切削力、切削温度和切削表面质量。
一般来说，切削深度越大，切削力也会相应增加。
此外，切削深度的大小还决定了每分钟切削量的大小。
因此，在切削深度的确定上需要考虑到切削力的限制，以及加工效率的要求。
进给量是指刀具在单位时间内的移动距离。
进给量的大小直接影响切削过程中的切削力、切削温度和切削表面质量。
一般来说，进给量越大，切削力越大，切削温度也会相应增加。
此外，进给量的大小还决定了每分钟切削量的大小。
因此，在进给量的确定上需要考虑到切削力的限制，以及加工效率的要求。
在确定切削用量时，需要综合考虑切削宽度、切削深度和进给量的影响，并找到适合的平衡点。
切削用量的过大或过小都会对切削加工效果产生不利影响。
过大的切削用量会导致切削力过大，加剧刀具磨损和变形，使切削表面质量下降，同时还会增加切削过程中的切削温度，进而影响工件的尺寸精度和表面质量。
而过小的切削用量会使加工效率降低，增加加工时间和成本。
因此，在确定切削用量时，需要根据具体材料、工件形状、加工要求等因素进行综合考虑。
一般来说，在保证切削力、切削温度和切削表面质量在合理范围内的前提下，尽可能选择较大的切削宽度、切削深度和进给量，以提高加工效率。
车工切削三要素
主运动 进给运动
3. 切削用量
切削用量(又叫切削三要素）是衡量车削运动大小的参数。 它包括背吃刀量、进给量、切削速度。
(1) 背吃刀量ap
对于外圆车削，背吃刀量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。即： ap=(dw－dm)/2 其中： dw—工件待加工表面的直径，(mm)；
解：根据公式V=πdn/1000 得：n=1000V/ πd
=1000 ×60/3.14 ×300 =63.69r/min
注意：在实际生产中，理论上计算出的主轴转 数应从车床转速表中最接近的一档选取。
作业：
一、现有直径为45mm的棒料，要求加工成直径为 40mm的光轴。 问：如果一次完成外圆加工，则背吃刀量的大小 是多少？
与车身导轨方 向垂直
3、切削速度V
主运动的线速度叫切削速度，单位为m/min。 车削外圆时的切削速度计算公式为：
V=πdwn/1000
其中: dw—工件待加工表面的直径，(mm)；
n—工件的转速，(r/min)； V —切削速度，（ m/带轮外圆， 若切削速度为60m/ min，试求车床主轴转速。
(2)试车后背吃刀量ap=(dw － dm)/2 =(28.4 －24) ／2 =2.2mm
手柄应转的格数为：2.2/0.05=44格
（2）.进给量f
工件每转一转时，车刀在进给运动方向上移动的距离 叫进给量，用（f）表示，单位是mm/r(也叫每转进给量) 。
纵向进给量 进给量
横向进给量
沿床身导轨方向
车工切削三要素
（2）进给运动 使工件多余材料不断被车去的运动叫进给运动。车外圆
是纵向进给运动，车端面、切断、车槽是横向进给运动。
2、车削时工件上形成的表面
选择合理的切削用量.精选PPT
率、加工成本和零件的加工质量均 数控机床加工时应注意零件加工中的某些特殊因素：
确定了背吃刀量ap，进给量f 和刀具耐用度T，则可以按下面公式计算或由表确定切削速度υ 和机床转速n 。 切削用量对加工质量的影响
有重要影响。 在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。
（3）切削速度的确定
• 根据已选定的背吃刀量、进给量f及刀具 耐用度T计算
c
Cv Tmassxp
f
f
Kv(m/min)
• 确则定可了以按背下吃刀面公量式ap，计进算给或量由f表和确刀定具切耐削用速度度Tυ，
和机床转速cn。Tma6Cs0sxvpTmCfaVpxfvfyK v kvv(m/min)
• =0.5～2mm B、精车时，选用高的切削速度，小的切削深度和进给量。
数控机床加工时应注意零件加工中的某些特殊因素： 切削用量对刀具耐用度的影响
在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。
• 粗车时，应选较低的切削速度，精加工时选择较高的切削速度；
• 当刀具寿命一定时，切削速度υ对生产率
影响最大，进给量f 小。
次之，背吃刀量ap最
• 在刀具耐用度一定，从提高生产率角度 考虑，对于切削用量的选择有一个总的 原则：
• 首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择 最大的进给量，最后是切削速度。
• 当然，切削用量的选择还要考虑各种因 素，最后才能得出一种比较合理的最终 方案。
• 半精加工时（表面粗糙度Ra6.3～3.2μm）， 背吃刀量一般为0.5～2㎜。）
• 精加工时（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm），背 吃刀量为0.1～0.4㎜。
确定了背吃刀量ap，进给量f 和刀具耐用度T，则可以按下面公式计算或由表确定切削速度υ 和机床转速n 。 切削用量对加工质量的影响
有重要影响。 在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。
（3）切削速度的确定
• 根据已选定的背吃刀量、进给量f及刀具 耐用度T计算
c
Cv Tmassxp
f
f
Kv(m/min)
• 确则定可了以按背下吃刀面公量式ap，计进算给或量由f表和确刀定具切耐削用速度度Tυ，
和机床转速cn。Tma6Cs0sxvpTmCfaVpxfvfyK v kvv(m/min)
• =0.5～2mm B、精车时，选用高的切削速度，小的切削深度和进给量。
数控机床加工时应注意零件加工中的某些特殊因素： 切削用量对刀具耐用度的影响
在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。
• 粗车时，应选较低的切削速度，精加工时选择较高的切削速度；
• 当刀具寿命一定时，切削速度υ对生产率
影响最大，进给量f 小。
次之，背吃刀量ap最
• 在刀具耐用度一定，从提高生产率角度 考虑，对于切削用量的选择有一个总的 原则：
• 首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择 最大的进给量，最后是切削速度。
• 当然，切削用量的选择还要考虑各种因 素，最后才能得出一种比较合理的最终 方案。
• 半精加工时（表面粗糙度Ra6.3～3.2μm）， 背吃刀量一般为0.5～2㎜。）
• 精加工时（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm），背 吃刀量为0.1～0.4㎜。
切削用量三要素讲解
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
THE END
2008.10.18
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· n mm/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：
切削用量及选择
切削用量及选择
切削用量及选择
4. 切削用量制定的步骤 背吃刀量的选择 切削速度的确定 5. 提高切削用量的途径 ① ② ③ ④ 采用切削性能更好的新型刀具材料； 在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性； 改善冷却润滑条件； 改进刀具结构，提高刀具制造质量。 进给量的选择 校验机床功率
切削用量及选择
3. 合理选择切削用量的原则与方法 3.1制订切削用量的原则 正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和 提高劳动生产率都具有重要意义。所谓合理的切削用量，是 指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等）， 在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本 的切削用量。 对于粗加工来说，要尽可能保证较高的金属切除率和必要 的刀具耐用度。
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
THE END
2008.10.18
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· n mm/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：
切削用量及选择
切削用量及选择
切削用量及选择
4. 切削用量制定的步骤 背吃刀量的选择 切削速度的确定 5. 提高切削用量的途径 ① ② ③ ④ 采用切削性能更好的新型刀具材料； 在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性； 改善冷却润滑条件； 改进刀具结构，提高刀具制造质量。 进给量的选择 校验机床功率
切削用量及选择
3. 合理选择切削用量的原则与方法 3.1制订切削用量的原则 正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和 提高劳动生产率都具有重要意义。所谓合理的切削用量，是 指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等）， 在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本 的切削用量。 对于粗加工来说，要尽可能保证较高的金属切除率和必要 的刀具耐用度。
切削用量的含义及其三要素
切削用量的含义及其三要素
切削用量是指在切削过程中所使用的切削刀具的切削量。
切削用量的含义是指在切削过程中选择合适的切削用量，以达到高效切削的目的。
切削用量的大小直接影响到切削质量、切削效率和切削工具的寿命。
切削用量的三要素包括切削速度、进给量和切削深度。
切削速度是指刀具接触工件表面时的相对速度。
切削速度的选择应考虑到工件材料的硬度、刀具材料的耐磨性和热稳定性等因素。
切削速度过高会导致刀具磨损加剧，甚至产生热裂纹；切削速度过低则会导致切削效率低下。
进给量是指刀具在单位时间内沿着工件移动的距离。
进给量的大小直接影响到切削效率和切削表面质量。
进给量过大会导致切削力增大、刀具磨损加剧，甚至损坏刀具；进给量过小则会导致切削效率低下。
切削深度是指刀具在每次切削中所切削的工件材料的厚度。
切削深度的选择应考虑到工件材料的硬度和切削刀具的刚性等因素。
切削深度过大会导致切削力增大、刀具磨损加剧，甚至损坏刀具；切削深度过小则会导致切削效率低下。
在实际应用中，切削用量的选择需要综合考虑以上三要素，并根据具体情况进行合理调整。
切削用量的过程是一个不断试验、调整和优化的过程，需要根据实际情况进行实验和经验总结，以达到最佳的切削效果。
同时，随着数控技术的发展，切削用量的选择也越来越多地依赖于数控系统的自动计算和优化。
第11章 切削用量的选择 切削原理课件PPT
24
3.6.2 切削用量的优化
优化问题的数学模型
求设计变量：X = [ x1, x2, …, xn ]T ，使目标函数 f (X)→min ， 并满足约束条件：g i (X)≤0 （i = 1, 2, …, m）
切削用量优化模型
◆ 设计变量：切削过程可以控制的输入变量，即切削用量 。ap通常已由工艺过程确定，故一般取 v 和 f 为设计变量。 ◆ 目标函数：指优化目标与设计变量之间的函数关系式。
式中，dw — 车削前的毛坯直径（mm）； Lw — 工件切削部分长度（mm）； Δ — 加工余量（mm）； nw — 工件转速（r/min）。
P=A0vfap （公式） 2
•结论：只考虑切削时间，三者对切削效率的影响程度一样
2、切削用量同刀具耐用度的关系
用YT5硬质合金车削σb=0.637GPa的碳钢时，寿命的公式为
由此可见增大aap增大f增大系统弹性变形增大引起振动表面粗糙度增大f增大f增大表面粗糙度增大vc增大切屑变形减小切削力减小表面粗糙度减小3切削用量同加工质量的关系三者乘积即金属切除率最大无疑应首先选择尽量大的背吃刀量a次再根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的要求选择尽量大的进给量f最后依据三要素与刀具寿命关系式计算确定切削速度vc
Gi= Gi (ap，f，vc)≤Gic i=1、2…m
（6-18）
式中Gic——每个约束条件的限定值； m——约束条件的个数。
有了上述数学模型，再选择合适的最优化方法，并编 制出相应计算机程序，在计算机上进行优化运算，便 可得到使U最小(或最大)且满足m个约束条件的最优切 削用量。
23
用这种方法确定最优切削用量，不仅快速易行，而且 可以实现多目标综合优化。另外，由于在优化运算中 每进行一步都要考虑约束条件，因此，最终得到的最 优切削用量不需要校验便可使用。可见，这种方法比 前一种更为科学合理，是切削用量优化选择的发展趋 势。 目前国内外正利用计算机筹建最优切削用量数据库， 以供生产调用，这将对切削加工现产生深远的影响。
3.6.2 切削用量的优化
优化问题的数学模型
求设计变量：X = [ x1, x2, …, xn ]T ，使目标函数 f (X)→min ， 并满足约束条件：g i (X)≤0 （i = 1, 2, …, m）
切削用量优化模型
◆ 设计变量：切削过程可以控制的输入变量，即切削用量 。ap通常已由工艺过程确定，故一般取 v 和 f 为设计变量。 ◆ 目标函数：指优化目标与设计变量之间的函数关系式。
式中，dw — 车削前的毛坯直径（mm）； Lw — 工件切削部分长度（mm）； Δ — 加工余量（mm）； nw — 工件转速（r/min）。
P=A0vfap （公式） 2
•结论：只考虑切削时间，三者对切削效率的影响程度一样
2、切削用量同刀具耐用度的关系
用YT5硬质合金车削σb=0.637GPa的碳钢时，寿命的公式为
由此可见增大aap增大f增大系统弹性变形增大引起振动表面粗糙度增大f增大f增大表面粗糙度增大vc增大切屑变形减小切削力减小表面粗糙度减小3切削用量同加工质量的关系三者乘积即金属切除率最大无疑应首先选择尽量大的背吃刀量a次再根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的要求选择尽量大的进给量f最后依据三要素与刀具寿命关系式计算确定切削速度vc
Gi= Gi (ap，f，vc)≤Gic i=1、2…m
（6-18）
式中Gic——每个约束条件的限定值； m——约束条件的个数。
有了上述数学模型，再选择合适的最优化方法，并编 制出相应计算机程序，在计算机上进行优化运算，便 可得到使U最小(或最大)且满足m个约束条件的最优切 削用量。
23
用这种方法确定最优切削用量，不仅快速易行，而且 可以实现多目标综合优化。另外，由于在优化运算中 每进行一步都要考虑约束条件，因此，最终得到的最 优切削用量不需要校验便可使用。可见，这种方法比 前一种更为科学合理，是切削用量优化选择的发展趋 势。 目前国内外正利用计算机筹建最优切削用量数据库， 以供生产调用，这将对切削加工现产生深远的影响。
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综上所述，凡是影响切削温度的因素，都影响刀 具磨损，因而也影响刀具耐用度。
切削用量及选择
3. 合理选择切削用量的原则与方法
3.1制订切削用量的原则 正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和 提高劳动生产率都具有重要意义。所谓合理的切削用量，是 指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等）， 在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本 的切削用量。
由此可见，选择切削用量的基本原则是首先选取尽可能大 的背吃刀量；其次要在机床动力和刚度允许的范围内，同时又满 足已加工表面粗糙度的要求的情况下，选取尽可能大的进给量， 最后利用《切削用量手册》选取或用公式计算确定最佳切削速度。
对于粗加工来说，要尽可能保证较高的金属切除率和必要 的刀具耐用度。
提高切削速度，增大进给量和背吃刀量，都能提高金属切除率。但
在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量， 影响最小的是背吃刀量。所以，在选择粗加工切削用量时，应优先考虑
采用大的背吃刀量，其次考虑采用大的进给量，最后才能根据刀具耐用 度的要求，选定合理的切削速度。
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·n mm/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
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。
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）/ 2 mm
对于钻孔工作： ap=dm/ 2
mm
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
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 、 a工、精加工时首先要保证加工精度和表面质量， 同时应兼顾必要的刀具耐用度和生产效率，此时的背吃刀量 根据粗加工留下的余量确定。为了减小工艺系统的弹性变形， 减小已加工表面的残留面积，半精加工尤其是精加工，一般 多采用较小的背吃刀量和进给量。为抑制积屑瘤和鳞制的产 生，用硬质合金刀具进行精加工时一般多采用较高的切削速 度；高速钢刀具则一般多采用较低的切削速度。
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 f
1、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
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
背吃刀量对切削温度的影响很小。这是因为背吃刀量增 大后，切削区产生的热量虽然成正比增加，但因为切削刃参 加切削工作的长度也成正比增加，从而改善了散热条件，因 此切削温度上升甚微。
（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
切削用量
江苏大学机电总厂 2008年7月
培训专用、请勿外传
切削用量及选择
本章内容
一.切削运动与切削用量 二.切削用量与切削过程中的关系 三.合理选择切削用量的原则和方法 四.切削用量制定的步骤 五.提高切削用量的途径
切削用量及选择
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，
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。
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。
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。
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3. 合理选择切削用量的原则与方法
3.1制订切削用量的原则 正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和 提高劳动生产率都具有重要意义。所谓合理的切削用量，是 指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等）， 在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本 的切削用量。
由此可见，选择切削用量的基本原则是首先选取尽可能大 的背吃刀量；其次要在机床动力和刚度允许的范围内，同时又满 足已加工表面粗糙度的要求的情况下，选取尽可能大的进给量， 最后利用《切削用量手册》选取或用公式计算确定最佳切削速度。
对于粗加工来说，要尽可能保证较高的金属切除率和必要 的刀具耐用度。
提高切削速度，增大进给量和背吃刀量，都能提高金属切除率。但
在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量， 影响最小的是背吃刀量。所以，在选择粗加工切削用量时，应优先考虑
采用大的背吃刀量，其次考虑采用大的进给量，最后才能根据刀具耐用 度的要求，选定合理的切削速度。
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·n mm/s或mm/min
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（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
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
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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。
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）/ 2 mm
对于钻孔工作： ap=dm/ 2
mm
上两式中
dw—— 待加工表面直径（mm） dm——已加工表面直径（mm）
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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 、 a工、精加工时首先要保证加工精度和表面质量， 同时应兼顾必要的刀具耐用度和生产效率，此时的背吃刀量 根据粗加工留下的余量确定。为了减小工艺系统的弹性变形， 减小已加工表面的残留面积，半精加工尤其是精加工，一般 多采用较小的背吃刀量和进给量。为抑制积屑瘤和鳞制的产 生，用硬质合金刀具进行精加工时一般多采用较高的切削速 度；高速钢刀具则一般多采用较低的切削速度。
给运动速度的向量和。即 :ve=vc+vf
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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：
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（2）进给量 f
1、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
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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
背吃刀量对切削温度的影响很小。这是因为背吃刀量增 大后，切削区产生的热量虽然成正比增加，但因为切削刃参 加切削工作的长度也成正比增加，从而改善了散热条件，因 此切削温度上升甚微。
（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
切削用量
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本章内容
一.切削运动与切削用量 二.切削用量与切削过程中的关系 三.合理选择切削用量的原则和方法 四.切削用量制定的步骤 五.提高切削用量的途径
切削用量及选择
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，
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。
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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。
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。