车削用量的合理选择及其意义

车削用量的合理选择及其意义

摘要：车削加工，是金属切削的基础加工。对其切削用量进行合理的选择，将能充分发挥机床和刀具的性能，对产品的加工质量、效率、成本与安全具有重要作用。要合理的选择车削用量，必须对金属切削过程的现象和基本规律，工件材料的切削加工性，切削机床、刀具、夹具、切削液等切削条件，工件的加工技术要求，以及安全操作技术等等，进行深入而认真的理解与灵活运用。

关键词：车削用量意义选择

一、前言

车削加工，是金属切削加工的基础。在分析金属切削过程中的切削变形、切屑形成、切削力、切削热、切屑瘤、刀具磨损与刀具耐用度、冷却与润滑、表面质量等等的定性定量参数时，也都是以车削为基础阐述的。车削用量的合理选用与否，不仅对车削加工的质量、效率、加工成本、刀具磨损与刀具耐用度产生影响，而且也对钻削、镗削、铰削、拉削、铣削产生影响。只有合理的选择切削用量，才能有效的发挥机床和刀具材料的性能，才能优质、高效、低成本的完成工件的加工。特别是当今，科学技术的飞速发展，对产品的性能要求提高了，许多高性能难切削材料得到了广泛应用。为了使这些难切削材料加工出合格工件，在合理选择刀具材料、刀具几何参数和切削液的同时，合理选择切削用量具也具有重要的意义。

二、车削用量的合理选择与意义

1、意义。

合理选择切削用量，可以充分发挥机床的功率(Km)、机床的运动参数(n、f、Vf)、冷却润滑系统、操作系统的功能，可以充分发挥刀具的硬度、耐磨性、耐热性、强度及刀具的几何参数等切削性能，可以提高产品的加工质量、效率，降低加工成本，确保生产操作安全。

①质量。切削用量中的切削速度，直接影响切削温度。当切削塑性材料时，切削温度在300℃，切屑瘤的高度最大，由于它的产生、长大、脱落，这一过程不断的循环，影响刀刃的形状不断变化，增大了已加工表面的粗糙度。用一般刀具，如果进给量增大，已加工表面残留面积高度就会增大，也会使已加工表面粗糙度增大。所以，在精车一般钢材时，为了避免切屑瘤的产生，降低工件表面粗糙度，切削速度应小于5m/min，大于100m/min，并选用相宜的进给量，来提高工件表面质量。

②效率。切削用量三要素(Vc、ap、f)中，任何之一增大一倍，加工时的机动时间将减少一半，其效率就将近提高一倍。但是切削速度不能无限制的提高，它还受到刀具材料的硬度和耐热性及工件材料的导热系数的制约。进给量主要受表面粗糙度要求的制约。

③成本。只有合理的选择切削用量，才能达到最为经济的加工。若Vc太高，刀具耐用度就要降低，刀具费就要增大，成本就增加了；若Vc太低，效率就低，成本同样会增加。

④安全。安全是保证生产顺利、正常进行的首要条件。Vc对离心力和切削力的影响很大。Vc高，离心力和切削力就大，如果工件和刀具的刚性差，就会危及安全，因此必须限制Vc。切削深度ap对切削力和夹具的夹紧力有影响。ap增大，要求夹紧力也相应的增大，

否则也影响安全。进给量f对断屑有影响，f大时，易断屑；f小时，不易断屑，加上如果Vc高，切屑就会延绵不断，也会危机安全。

2、选择切削用量时应考虑的因素。

①工件材料切削加工性。工件材料在切削加工时的难易程度，称为切削加工性。切削加工易的材料，切削加工性就好，允许的切削用量就高；反之，则低。怎样确定材料的加工性呢?首先看材料的化学成分及配比，它是影响材料力学、物理和热处理性能、材料金相组织和材料切削加工性的根本因素。材料的化学成分和配比多少不同，它的硬度、强度、韧性、塑性、导热性、加工过程中的冷硬情况也就不同，这些将直接影响到切削用量的高低。

②刀具材料的性能。刀具材料的性能包括：硬度、耐磨性、耐热性、抗弯强度和抗粘结性等。不同的刀具材料，其硬度、耐热性、抗弯强度也不同，所允许的切削速度也不同。详见表1 。

③刀具几何参数、刀具耐用度。刀具几何参数合理，就可以减小切削变形和摩擦，降低切削力和切削热，可以提高切削用量。切削速度和刀具耐用度是成反比的关系。刀具耐用度高，要求Vc必须低；Vc选择高，刀具耐用度就会降低。

④切削条件刚性。机床、夹具、刀具和工件等切削条件刚性好，切削用量可以大一些。反之，切削条件刚性差，就会引起切削过程振动，从而限制了切削用量的提高。

⑤切削液。采用冷却润滑液，可以减小外摩擦和带走一部分切削热。而降低切削力和切削温度，就可以将切削速度提高30～50％。

3、选择切削用量的原则与步骤。

切削用量的选择受多种因素的影响，应综合来考虑，随切削条件(机床、刀具、夹具、工件材料与结构、工艺、切削液)的不同而不同。在选择时，应根据具体情况进行合理的组合，以达到优质、高效、低成本的目的。

①选择原则。粗加工时，为充分发挥机床和刀具的性能，以提高金属切除量为主要目的，应选择较大的切削深度、较大的进给量和适当的切削速度。在精加工时，应主要考虑保证加工质量，并尽可能的提高加工效率，应采用较小的进给量和较高的切削速度。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。

②选择步骤。在一般情况下，首先根据加工余量选择切削深度ap，其次根据工件材料的硬化深度和切屑断连的已加工表面粗糙度情况选择进给量f，最后尽量选择较高的（高速钢刀具选择较低的）切削速度Vc，以切削速度来控制切削温度，消除切屑瘤，保证工件表面粗糙度。常用材料切削时，刀具材料、刀具几何参数和切削用量推荐见表2。

表2刀具几何参数和切削用量表

说明：①刀具材料代号说明

G—高速钢

YT —钨钛钴硬质合金

YG —钨钴类硬质合金

YS—超细硬质合金

YW—通用硬质合金

T—陶瓷

PCD—人造聚晶金刚石复合片

PCBN—立方氮化硼复合片

②参数选择说明

A、粗车时，选用低的切削速度，大的切削深度和进给量。

B、精车时，选用高的切削速度，小的切削深度和进给量。

C、高速钢刀具精车时采用Vc小于10m/min的切削速度以控制积屑瘤产生，降低钢件粗糙度。