加工刀具和切削用量的选择
刀具参数和切削用量选择
取较大值，如Κr´=30°～45°。
1.５ 刃倾角的选择
刃倾角对切削加工的影响：刃倾角λs的正负和大小，影响刀尖部分的
强度、切屑流出的方向和切削分力之间的比值。
2.2 进给量f的确定
粗加工时，进给量的确定主要受切削力的限制， 在刀杆和工件刚度以及机床进给机构强度允许的情况 下，同时考虑工件材料和断屑等问题，应尽量选择较 大值。
精加工时，一般切削力不大，进给量主要受表面 粗糙粗限制，一般根据表面粗糙度的要求来选取，具 体数值参见切削用量手册。
2.3 切削速度v的确定
粗加工时，切削速度v主要受刀具耐用度的限制，由于ap、f的 值比较大，需核算机床电机的功率是否足够。
当切削速度由刀具耐用度确定时，可按下式计算：
C T mapxv
f
yv
kv
当切削速度受机床功率限制或校验机床功率时，可按下式计算：
6104 PEη Fz
m/min
精加工时，ap、f的值都比较小，切削力较小，一般机床电机 功率足够，所以切削速度主要由刀具耐用度决定。
1.４ 副偏角的选择
副偏角Κr´的作用： 减小副切削刃、副后刀面和已加工表面之间的摩擦，其大
小会影响已加工表面粗糙度和刀尖部分的强度。 副偏角对切削加工的影响：
减小副偏角Κr´，使刀尖部分体积增大，刀尖强度提高，
残留面积高度降低，但刀具与工件之间的摩擦增加。 副偏角的选择：
副偏角变化幅度不大。一般外圆车刀取Κr´=6°～15°，
2.4 切削用量确定的具体方法和实例
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 ，
刀具几何参数和切削用量的合理选择
加工条件：工艺系统刚性差时，易出现振
动，应选取较小的后角αo；加工表面质量要求 较高时，为减轻刀具与工件之间的摩擦，应选
取较大的后角αo；尺寸精度要求较高时，应选 取较小的后角αo，以减小刀具的径向磨损值NB 值，如下图所示。
硬质合金车刀合理后角的参考值如下表所示。
② 后角αo的选择
切削厚度hD：粗加工时，切削厚度hD较大，要 求切削刃坚固，应选取较小的后角αo。精加工时， 切削厚度hD较小，磨损主要发生在后刀面上，为降 低磨损，应选取较大的后角αo。
工件材料：工件材料强度和硬度较高时，为提
高切削刃强度，应选取较小的后角αo；工件材料软、 塑性大时，后刀面磨损严重，应选取较大的后角αo； 工件材料脆性较大时，载荷集中在切削刃处，为提
负前角双面型：该形式的刀具使刀具的重磨次数 增加，最大程度地减少了前刀面和后刀面的磨损。同 时负前角的倒棱应有足够的宽度，以确保切屑沿该棱 面流出。
（3）倒棱
倒棱是增强切削刃强度的一种措施。在用脆性大 的刀具材料粗加工或断续切削时，磨倒棱能够减小刀 具崩刃，显著提高刀具耐用度（可提高1～5倍）。
倒棱宽度br1不可太大，以便切屑能沿前刀面 流出。br1的取值与进给量f有关，常取br1≈ （0.3～0.8）f。其中，精加工时取小值，粗加工
② 前角γo的选择
工件材料：工件材料的强度、硬度较低，塑
性较好时，应选取较大的前角γo；工件材料脆性较 大时应选取较小的前角γo；工件材料强度、硬度较 高时，应选取较小的前角γo，甚至负前角。
刀具材料：刀具材料的强度和韧度高时，如高 速钢，可选取较大的前角γo；反之，刀具材料的强度 和韧度差时，如硬质合金，应选取较小的前角γo。
数控车削中切削用量的选择
数控车削中切削用量的选择
数控车削中，切削用量的选择是确保加工效率和质量的重要因素之一。
合理的切削用量可以有效地避免切削过热和剧烈碰撞等问题，并保证达到预期的工件质量和加工效率。
一般来说，选择正确的切削用量需要考虑以下几个方面：
1. 工件材料：不同材料的切削用量不同。
硬度和韧性大的材料往往需要较大的切削用量，而硬度和韧性小的材料需要较小的切削用量。
2. 切削刀具：不同切削刀具的切削用量不同，因此需要根据刀具的类型和特性进行选择。
3. 加工表面的光洁度要求：如果需要较高的表面光洁度，则切削用量应适当减小，以减少表面粗糙度。
4. 机床性能：切削用量还需要结合机床的性能进行选择，包括机床的刚性、功率、切削速度等因素。
5. 加工过程中的震动和共振情况：过大的切削用量容易引起加工过程中的震动和共振，因此需要适当减小切削用量，以保证加工的稳定性和精度。
选择合适的切削用量可以帮助实现加工效率和质量的平衡，提高数控车削加工的效率和质量。
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
车削切削用量选取参考表讲解学习
2.1
0.9
＞360～500
1.4
0.7
1.5
0.7
1.5
0.8
1.7
0.8
1.9
0.9
2.2
1
1、粗加工，表面粗糙度为Ra50～12.5时，一次走刀应尽可能切除全部余量。
2、粗车背吃刀量的最大值是受车床功率的大小决定的。中等功率机床可以达到8～10mm。
二、高速钢及硬质合金车刀车削外圆及端面的粗车进给量
工件材料
车刀刀杆尺寸(mm)
工件 直径(mm)
切深
≤3
3～5
5～8
8～12
＞12
进给量fmm/r
碳素结构钢、合金结构钢、耐热钢
16×25
20
0.3～0.4
—
—
—
—
40
0.4～0.5
0.3～0.4
—
—
—
60
0.5～0.7
0.4～0.6
0.3～0.5
—
—
100
0.6～0.9
0.5～0.7
0.5～0.6
0.4～0.5
275-335
0.25
8
17-21
0.5
66-72
82-90
0.75
YT5
105-120
0.5
215-245
0.4
高强度钢
225～350
1
20-26
0.18
90-105
115-135
0.18
YT15
150-185
0.18
380-440
0.13
＞300HBS时宜用W12Cr4V5Co5及W2Mo9Cr4VCo8
切削用量选择
卧式数控车床切削用量选择作者：杨树诚单位：沈阳第一机床厂技术部日期：2005年09月本文着重提醒读者1.不要轻易按刀具样本的推荐值确定切削速度，那样刀具寿命很低。
一般情况下，硬质合金刀片可按刀具样本推荐值的0.64～0.71倍选择切削速度。
2.确定精加工和半精加工的进给量着眼于工件的表面粗糙度。
它还和刀尖半径有关。
文中列表表明三者对应关系，供选择进给量参考。
3.条件允许时希望粗加工吃刀深尽量大。
一方面有效提高生产率；一方面也为了消除表面硬皮.切除砂眼等缺陷，从而保护刀尖不与毛坯接触。
精加工时也不希望吃刀深太小，以免产生刮擦对粗糙度不利。
4.表5～表12列举了外圆.端面.内孔加工，切槽，车螺纹的切削用量推荐值。
供一般情况下采用。
目录一.原始资料 (1)二.选择切削用量的原则 (1)三.吃刀深αp (2)四.进给量f (2)五.切削速度V (4)六.切削用量推荐值 (5)切削用量选择关键词: 刀具耐用度 切削速度 表面粗糙度 进给量 吃刀深在售前服务编制加工工序卡以及调装设计中，都需要确定切削用量及计算节拍时间。
本文就卧式数控车床如何合理选择切削用量进行探讨。
一. 原始资料：无论编制加工工序卡－即制定工艺方案还是调装设计都需要掌握以下资 料，做为刀具选择.卡具设计以及选择切削用量的依据。
.1 工件图：包括形状.尺寸.公差.形位公差.粗糙度和其他技术要求。
特别强调的是本序 加工的部位必须明确，用于及可能影响装卡部位的形状要表示清楚。
2.毛坯图：毛坯形状.尺寸，加工余量，材料.硬度等。
3.生产纲领：即年产量或单件时间，这对招标项目尤为重要。
4.验收要求：机床验收时对工件考核什麽项目，有无Cp 值和其它要求。
5.用户对工件定位基准.卡紧面.辅助支承 等要求，或指定参考的卡具样式。
6. 对刀具选择要求：用国产刀具或国外指定厂家 的刀具，特殊刀具是否自备等。
7. 用户单位，件名.件号等也应标明，以便管理。
二 选择切削用量的原则：1. 总的要求：保证安全，不致发生人身事故或设备事故；保证加工质量。
关于数控加工中的刀具和切削用量的探讨
粗加工时 ， 在留下精 加工 、 半精加工 的余量后 ， 尽可能一次走刀将 剩下 的余量切除 ：若工艺系统 刚性不足或余量过大不能一次切除 ． 也 １刀 具 的选 择 ． 应按先多后少的不等余量法加工 第一刀的 ａ 应尽可能大些 ． 口 ｐ 使刀 数控铣 加工刀具种类很 多 ． 了适应数控机床 高速、 为 高效和 自 动 在 里层切 削． 避免工件表面不平及有硬皮 的铸锻件 化程度高的特点 ． 所用刀具 正朝 着标准化 、 用化和模块化的方 向发 通 当冲击载荷较 大 （ 如断续 表面） 或工艺系统刚度 较差 （ 如细长轴 、 展． 主要包括铣 削刀具和孑 加工刀具两大类 为 了满足高效和特殊 的 镗刀杆、 Ｌ 机床陈 旧） ， 时 可适当降低 ａ ， ｐ使切削力减小 。 铣 削要求 ． 又发展 了各种特殊用途 的专用刀具 数控铣刀具 的分类有 精加工时 ． 应根 据粗加工 留下的余量确定 。 ａ ｐ 采用逐渐降低 ａ ｐ的 多种方法 。 根据刀具结构可分为 ： 整体式 ： ① ②镶嵌式 ， 采用焊接或机 方法 ．逐步提高加工精度 和表面质量 一般精加 工时 ．取 ａ ＝ ． ～ ｐ ０ ５ ０ 夹 式连接 ， 机夹式又可分为不转位 和可转位两种 ： ③特殊型式 ， 如复合 Ｏ８ 半精 加工 时． ａ＝ ．～ ．ｍ ． ｍｍ： 取 ｐ １ ３Ｏ ｍ ０
至可以决定着机床 功效 的发挥和安全生产的顺利进行 。 所以， 编制加 工程序 时， 在 选择合 理的刀具和切 削用量 ， 是编制高质 量加 工程序的前提 。 文章对数控机床加 工时切 削用量的合理选择进行 了详细 阐述 ． 【 关键词】 刀具； 高速加工； 数控 要求； ； 削用量 选择 切
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技师评审论文
专业：数控车工
浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定
姓名：刘胜华
班级：074101
学号：07
指导老师：陈兵
单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002
2010-3-17
浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定【摘要】：在切削加工中不仅要确定刀具的几何参数，还需选择切削用量的参数。
本文从加工零件的形状入手简单的讨论了数控加工中刀具的选择，从零件的加工质量和刀具的耐用度入手简单的讨论了切削用量的选择。
在切削深度A p和进给量F c初步选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本也有很大的影响。
【关键词】：数控加工；刀具选择；切削用量等。
无论在普通车床加工还是在数控加工中，刀具选择和切削用量的确定不仅影响加工效率，而且直接影响零件加工精度和表面粗糙度。
现在我们使用的许多机械设计与制造软件都提供自动编程功能，只要选择好所用的刀具、切削用量等有关的加工参数，就可以自动生成程序并传输至数控机床完成其加工。
这与普通车床的加工形成鲜明的对比，也是最大的不同点。
因此，本文在数控编程中必须面对的刀具如何选择和切削如何用量确定问题进行了论述。
一、数控加工常用刀具材料的类型及性能
数控加工刀具必须适应数控机床高速旋转、高效率的特点，还需有较好的工艺性、经济性。
工具钢还应具有比较好的热处理工艺性。
在选择刀具材料时，很难找到各方面都很好的，因为材料硬度与韧性之间、综合性能和刀具价格之间都是相互制约的。
㈠、数控刀具的分类有多种方法具体如下。
1、根据结构可分为：整体式、镶嵌式。
2、根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、陶瓷刀具等。
3、从切削工艺上可分为：车削刀具、钻削刀具、铣削刀具等。
各类常用刀具材料的物理力学能如表1：
表1各类常用刀具材料的物理力学性能
材料种类相对
密度
硬度
H R C
抗弯
能力
冲击
韧度
导热
率
耐热
性
切削速度
大体比值
碳素钢7.6-8
.1
60-6
5
2.16-----41.8
7
200-
250
0.32-0.4
合金7.5-760-6 2.35----41.8300-0.48-0.6
钢.957400
高速钢8.0-8
.8
63-7
1.96-
4.4
0.089
-0.57
15.7
-25
590-
690
2.1-
3.2
钨钴类14.3-
15.3
89-9
1.5
1.08-
2.16
0.02-
0.06
75-8
7.9
800 3.15-4.76
钨钛钴类9.35-
13.2
9-92
.5
0.789
-1.2
0.03-
0.07
20.9
-62
9004-4.8
人造金刚石3.47-
3.56
1000
0.21-
0.48
-----146.
54
700-
800
25
㈡刀具材料还应具备如下的性能：
⑴高硬度刀具材料的硬度应大于工件材料的硬度，常温硬度应在H R C68以上;
⑵足够的韧性承受较大切削力、冲击力；
⑶高耐磨性刀具材料硬度越高，耐磨性越好；
⑷高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧度的能力；
⑸良好的工艺性与经济性
二、数控加工中刀具的选择
实际生产中，应考虑清楚硬质合金适合车削
的材料、高速钢车刀适合车削什么样的材料。
在加工中心上铣削平面时，应选择多大直径的面铣刀，以提高效率；平面轮廓的加工，应采用立铣刀；毛坯表面加工或粗加工时，可选取镶硬质合金刀片的铣刀；对一些立体的、复杂外形轮廓的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀等。
在进行曲面及不规则轮廓加工时，应选用球头刀具，并且要求球头刀具半径应小于曲面的最小曲率半径，以免影响加工表面。
因此，只要在保证加工精度的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应合理选择车刀或铣刀。
在数控加工中，由于刀具都是人工手动进行调换，占用加工时间中的辅助时间较长，所以要合理安排刀具顺序。
一般应该遵循以下原则：
⑴尽量减少刀具数量，以减少换刀时间；
⑵安装一把刀具后应完成其所有能进行加工的地方；
⑶粗精加工分开；
⑷先面后孔；
⑸先进行曲面粗加工，后进行精加工等。
三、数加工中切削用量的确定
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；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、经济型和加工成本。
（一）刀具材料切削用量的选择
1、硬质合金
根据切削速度的公式V=d n/318来计算加工转速一般取600-1500转每分钟，进给率一般取0.25-0.1转每分钟。
2、涂层刀片
根据切削速度的公式V=d n/318来计算
粗加工转速一般取850转每分钟，进给率一般取0.25转每分钟
（二）被吃刀量切削速度进给量
⑴背吃刀量A p在机床、工件和刀具的刚度允许的情况下，应尽可能使背吃刀量等于加工余量，可以减少进给次数，提高生产效率。
为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，应留少量精加工余量，一般留0.15—0.45m m左右。
⑵切削速度V c随着V c的增大，刀具耐用度下降，所以V c的选择主要取决于刀具的耐
用度。
⑶进给量F如果能够保证工件加工质
量的前提下，可以尽量选择较高的进给速度；如果是切槽、车深孔时，应该选择较低的进给速度。
另外，不同刀尖圆弧半径的最大进给量如下表2：表2不同刀尖圆弧半径的最大进给量
0.40.81.21.52.0
刀尖圆弧
半径
0.2-0.30.41-0.720.45-1.20.6-1.21.1-1.6
最大进给
量
注意：粗车时，F一般取0.25-0.7m m/r;精车时F一般取0.15-0.25m m/r。
⑷主轴转速n(r/m i n)主轴转速一般根据切削速度V c来确定选定。
切削速度确定后，用
公式n=1000V c/лd来计算主轴转速。
在实际生产加工中应具体问题具体分析。
数控机床上的控制面板一般配有主轴转速（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速倍率进行调
整，从而调整机床主轴转速。
然后使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应，使之形成最佳切削用量。
切削用量的选择可参考表3：表3切削用量的选取（高速钢立铣刀）
工件材料铸铁铝铜
刀具直径刃
数
切削
速度
进给
速度
切削
速度
进给
速度
切削
速度
进给
速度
822811512650025100 102281101294902682 122291051304702684 142291001324402680 16230941334202776例如加工材料为45#钢，M30，导程为 1.5的螺纹，如下图：
分析：
加工螺纹就应该选择螺纹车刀，因为零件毛坯为45#钢，使用硬质合金车刀就可以了。
转速800r/m i n左右，螺纹为 1.5的螺距深度为0.975，可以分5刀车削。
具体编程如下：
%1234（程序名）
N1M3S800T0303（主轴正转，
800r/m i n,3号刀）
N2G00X30X Z2(定位)
N3G92X29.5Z-26F1.5（切削螺纹
的终点坐标）
N4X29
N5X28.5
N6X28.05
N7G00X100（退刀）
N8Z100
N9M30（程序结束）
在数控加工过程中，F也可以通过进给倍率修调进行手动调整。
在切削深度和进给量选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本有很大的影响。
下图所示为切削速度、进给量对工序成本的影响。
注：横轴为切削速度V C，纵轴为工序成本图示切削速度与进给量对工序成本的影响（由上到下4条曲线分别有小到大的4种进给
量）
分析图可知：当进给量一定时，切削速度适中时，对应成本最低，该速度即为对应于刀具经济使用寿命的最佳切削速度；增大进给量，工序成本随之降低，且与刀具经济使用寿命对应的最佳切削速度随进给量的增大而降低。
结束语
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。
在数控程序的编制过程中，要在人机互交状态下即时选择刀具和确定切削用量。
因此，编程人员必须熟悉刀具的选择和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
参考文献：
[1]陆剑中《金属切削原理与刀具》，机械工业出版社，2008
[2]汤习成《机械制造工艺学》中国劳动社会保障出版社，2004
[3]卞洪元《金属工艺学》，北京理工大学出版社，2006
[4]陈亚岗、范为军《数控机床结构编程与操作》，2007
第１０页共10页。