车床切削用量如何选择方案
切削用量及选择
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3、切削用量对刀具耐用度的影响
（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。
（4 ）背吃刀量ap与刀具耐用度的关系
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4．分段切削背吃刀量
如果牙型较深，螺距较大，可分几次进给。每次进给 背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规 律分配。
螺纹分段切削示意图
常用螺纹切削进给次数与背吃刀量可参考表3-7～表3-9
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总结
1. 切削用量确定的步骤
背吃刀量的选择 →进给量的选择→切削速度的确定→校验 2. 提高切削用量的途径
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3、 切削用量对刀具耐用度的影响 （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） 切削速度vc与刀具耐用度的关系
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。
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切削用量的选择：基本原则
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。
切削速度进给量背吃刀量的选择
切削速度，吃刀量，进给速度三者关系及计算公式1、切削用量的选择原则粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；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。
从刀具的耐用度出发，切削用量的选择顺序是：先确定背吃刀量，其次确定进给量，最后确定切削速度。
2、背吃刀量的确定背吃刀量由机床、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加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。
确定背吃刀量的原则：（1）在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时，如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm，粗加工一次进给就可以达到要求。
但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分多次进给完成。
（2）在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm~12.5μm时，可分粗加工和半精加工两步进行。
粗加工时的背吃刀量选取同前。
粗加工后留0.5mm~1.0mm余量，在半精加工时切除。
（3）在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm~3.2μm时，可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。
半精加工时的背吃刀量取1.5mm~2mm。
精加工时背吃刀量取0.3mm~0.5mm。
3、进给量的确定进给量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100～200m/min 范围内选取。
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20～50m/min范围内选取。
3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20～50m/min范围内选取。
4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。
切削用量及基本时间
1.粗车Φ155端面：粗车刀具：刀片材料为YT15硬质合金可转位车刀，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，主偏角︒=90r k ，负偏角︒='10rk ，前角︒=120γ，后角︒=60α，刃倾角︒=0s λ，刀尖圆弧半径mm r R 8.0=。
机床：CA6140卧式车床。
确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为3mm ，不考虑1o 拔模斜度的影响，则毛坯长度方向的最大加工余量mm Z 3max =。
由于粗车要满足mm a p 3≤，取mm a p 3=，可一次加工。
确定进给量f ：根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》）表1.4，当刀杆尺寸为16mm ×25mm ，mm a p 3≤以及工件直径为155mm 时=f 1.0~1.4mm/r按CA6140车床说明书（见《切削手册》表1.31）取=f 1.02mm/r计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（根据《切削手册》表1.9，寿命选T=60min ）(m/min) v y x p m v c k fa T c v vv=式中，158=v c ，15.0=v x ，4.0=v y ，2.0=m 。
修正系数v k 见《切削手册》表1.28，即85.0=mv k ，8.0=sv k ，04.1=kv k ，73.0=krv k ，0.1=Tv k ，0.1=tv k所以0.10.173.004.18.085.002.13601584.015.02.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=c v=30.25（m/min ）确定机床主轴转速：min)/(84.59min /16125.3010001000r r d v n w c s ≈⨯⨯==ππ 按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8），与59.84r/min 相近的机床转速为63r/min 及50r/min 。
现选取=w n 63r/min ，如果选50r/min ，则速度损失较大。
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
数控车床切削用量的选用原则 -回复
数控车床切削用量的选用原则
选择数控车床切削用量时，需要考虑以下几个原则：
1. 根据工件材料和加工要求确定切削用量。
不同材料和加工要
求需要不同的切削用量。
一般来说，对于硬度较高的材料，切削用量
应小；对于柔软材料，切削用量可以适当增大。
加工要求越高，切削
用量应该越小，以保证加工精度。
2. 根据刀具特性选用切削用量。
不同类型的刀具对切削用量有
不同的要求。
例如，碳化钨刀具通常要求切削用量小，而多刃刀具适
合于大切削用量。
3. 根据机床刚度选用切削用量。
机床的刚度决定了切削用量的
大小。
刚度越高的机床可以使用较大的切削用量，以获得更高的加工
效率和加工精度。
4. 根据加工效率和加工精度选择切削用量。
一般来说，切削用
量越大，加工效率越高，但加工精度较低；切削用量越小，加工效率
较低，但加工精度较高。
根据具体的加工要求，选择合适的切削用量。
5. 根据切削力选用切削用量。
切削用量的大小直接影响切削力
的大小。
过大的切削用量会增加切削力，影响机床的稳定性和寿命；
过小的切削用量会导致切削力不足，影响切削效果。
需要根据切削力
的要求选择合适的切削用量。
选择数控车床切削用量时，需要综合考虑工件材料、加工要求、
刀具特性、机床刚度、加工效率、加工精度和切削力等因素。
根据经
验和实际情况进行调整，以达到最佳的加工效果。
车削切削用量选取参考表
三、按表面粗糙度选择进给量的参考值
工件材料
粗糙度等级（Ra）
切削速度（m/min）
刀尖圆弧半径
0.5
1
2
进给量f mm/r
碳钢及合金碳钢
10～5
≤50
0.3～0.5
0.45～0.6
1
0.3
1.1
0.3
—
—
—
—
＞18～30
1
0.3
1
0.3
1.1
0.3
1.3
0.4
1.4
0.4
—
—
＞30～50
1.1
0.3
1
0.3
1.1
0.4
1.3
0.5
1.5
0.6
1.7
0.6
＞50～80
1.1
0.3
1.1
0.4
1.2
0.4
1.4
0.5
1.6
0.6
1.8
0.7
＞80～120
1.1
0.4
1.2
0.4
1.2
铸铁及铜合金
16×25
40
0.4～0.5
—
—
—
—
60
0.6～0.8
0.5～0.8
0.4～0.6
—
—
100
0.8～1.2
0.7～1
0.6～0.8
0.5～0.7
—
400
1～1.4
1～1.2
0.8～1
0.6～0.8
车床切削用量如何选择
证同轴度。
（2）按粗、精加工划分工序
即粗加工中完成的那部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的 那一部分工艺过程为一道工序。对毛坯余量较大和加工精度要求较高
的零件，应将粗车和精车分开，划分成两道或更多的工序。将粗车安
排在精度较低、功率较大的数控机床上进行，将精车安排在精度较高 的数控机床上完成。
这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工分开的零件，
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 背吃刀量 mm 3 切削速度 （m／min） 260 精 加 工 进给量 （mm／r） 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
程。
确定走刀路线的总原则：在保证零件加工精度和表面质量的前 提下，尽量缩短走刀路线，以提高生产率；方便坐标值计算，减少
编程工作量，便于编程。对于多次重复的走刀路线，应编写子程序，
简化编程。
数控车床上加工零件时常用的走刀路线： （1）车圆弧的走刀路线分析 实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大部分余量切除，最后才 车出所需圆弧。下面介绍车圆弧常用的加工路线。
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ap、主轴转速n或切
削速度vc（用于恒线速度切削）、进给速度vf或进给量f。这些参数 均应在机床给定的允许范围内选取。
4.4.1切削用量的选用原则
（1）切削用量的选用原则 粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。 选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床 动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具 耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次 数减少，增大进给量f有利于断屑。
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。
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70～110
0.1～0.2
50～70
0.2～0.4
70～100
0.1～0.2
50～70
0.1～0.2
刀具材料
YT类 W18Cr4V YT类 YG类
（3）选择切削用量时应注意的几个问题 ①主轴转速 应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀
具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除 了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定，需要注意的是交流 变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。根据 切削速度可以计算出主轴转速。
精加工
进给量 （mm／r）
0.l
0.l 0.1
0.l
0.l 0.1
0.l
0.l 0.1
0.15 0.15
0.15 0.15
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
表4-4 常用切削用量推荐表
工件材料
碳素钢 σb>600MPa
碳素钢 σb>600MPa
铸铁 HBS<200
加工内容
背吃刀量 ap／mm
切削速度 vc／m·min-1
进给量 f/mm·r-l
粗加工
ห้องสมุดไป่ตู้
5-7
粗加工
2-3
精加工
2-6
钻中心孔
钻孔
切断（宽度<5mm）
粗加工
精加工
切断（宽度<5mm）
60～80
0.2～0.4
80～120
0.2～0.4
120～150
0.1～0.2
500～800r·min-1
25～30
0.1～0.2
②车螺纹时的主轴转速 数控车床加工螺纹时，因其传动链的 改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴 （多为Z轴）方向位移一个螺距即可。
在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程） 大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素
影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。 大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n（r/min）为：
常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推 荐值见表4-3。
表4-4为常用切削用量推荐表，供参考。
表4-3 硬质合金刀具切削用量推荐表
刀具 材料
硬质 合金 或涂 层硬 质合 金
工件材料
碳钢 低合金刚 高合金钢
铸铁 不锈钢 钛合金 灰铸铁 球墨铸铁 铝合金
切削速度 （m／min）
220 180 120 80 80 40
粗加工或工件材料的加工性能较差时，宜选用较低的切削速度。 精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时，宜选用较高的 切削速度。
切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径（D）按公式 n=l000vc/π D 来确定主轴转速n（r/min）。
在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查 表的方式进行选取。
频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升降频率特性满足不 了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和 “滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。
●车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺 纹需要有主轴脉冲发生器（编码器），当其主轴转速选择过高， 通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基 准脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当编码器的质量不稳定 时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“乱扣”）。
精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且 较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量， 并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能 太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几 何参数，以尽可能提高切削速度。
（2）切削用量的选取方法
①背吃刀量的选择 粗加工时，除留下精加工余量外，一次走 刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般
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ap、主轴转速n或切 削速度vc（用于恒线速度切削）、进给速度vf或进给量f。这些参数 均应在机床给定的允许范围内选取。
4.4.1切削用量的选用原则
（1）切削用量的选用原则 粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床 动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具 耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次 数减少，增大进给量f有利于断屑。
较小，可一次切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达8～ 10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～ 1.5mm。
②进给速度（进给量）的确定 粗加工时，由于对工件的 表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和 刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选 定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙 度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。
4.5 数控车削加工工艺的制定
4.5.1 零件图工艺分析
（1）零件结构工艺性分析 （2）轮廓几何要素分析 （3）精度及技术要求分析
4.5.2 工序划分的方法
120
100 1600
粗加工
进给量
背吃刀量
（mm／r） mm
0.2
3
0.2
3
0.2
3
0.2
3
0.2
3
0.2
3
0.2
2
0.3
1.5
0.2
1.5
0.3
2
0.3
2
0.2
2
0.3
0.2
1.5
切削速度 （m／min）
260
220 220
160
140 ·140
120
60 60
150 150
120 120
1600
n≤（1200/P）－k
式中P——被加工螺纹螺距，mm； k——保险系数，一般取为80。
数控车床车螺纹时，会受到以下几方面的影响： ●螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量f（mm／ r）表示的进给速度vf。如果将机床的主轴转速选择过高，其换算 后的进给速度vf （mm／min）则必定大大超过正常值。 ●刀具在其位移过程的始终，都将受到伺服驱动系统升降
进给速度ν f可以按公式ν f =f×n计算，式中f表示每转进给 量，粗车时一般取0.3～0.8mm／r；精车时常取0.1～0.3mm/r； 切断时常取0.05～0.2mm/r。
③切削速度的确定 切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、 进给量及刀具耐用度进行选取。实际加工过程中，也可根据生产 实践经验和查表的方法来选取。