1、 金属切削及机床基本知识金属切削及机床基本知识 2.3 2.3 切削条件的合理选择切削条件的合理选择 重庆大学重庆大学 第三节第三节 选择合理的切削条件选择合理的切削条件n刀具材料n刀具几何参数n切削用量n切削液 切削条件切削条件:2.3.1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性1.1.切削加工性的概念和衡量指标切削加工性的概念和衡量指标 切削加工性是指工件材料被切削加工切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。的难易程度。2.3.1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性1.1.切削加工性切削加工性的概念和衡量指标的概念和衡量指标标准一标准一 用刀具寿命来衡量用刀具寿命来衡量 在相同
2、的切削条件下，使用同一型号（最在相同的切削条件下，使用同一型号（最好是同一把）刀具，在同一磨钝标准（例如好是同一把）刀具，在同一磨钝标准（例如VBVB=0.30.3 mmmm）下，切削两种不同的工件材料，下，切削两种不同的工件材料，刀具寿命高的比寿命低的切削加工性好。刀具寿命高的比寿命低的切削加工性好。2.3.1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性1.1.切削加工性的概念和衡量指标切削加工性的概念和衡量指标标准二标准二 用切削速度来衡量用切削速度来衡量 在刀具寿命相同的条件下，允许切削速在刀具寿命相同的条件下，允许切削速度高的工件材料，其切削加工性能好。度高的工件材料，其切削加工性能好。
3、2.3.1 2.3.1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性标准二标准二 用切削速度来衡量用切削速度来衡量 为了统一标准，取正火状态下的为了统一标准，取正火状态下的4545钢作基准材钢作基准材料，刀具寿命为料，刀具寿命为6060 minmin，这时的切削速度为基准这时的切削速度为基准（写作（写作(VcVc 60)60)j j），），而将其它材料的而将其它材料的(VcVc 60)60)与与其相比，这个比值其相比，这个比值KrKr称为相对加工性称为相对加工性：jccrvvK)(6060请看表2-82.3.1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性标准三标准三 用已加工表面的表面质量来衡量用已
4、加工表面的表面质量来衡量 精加工时，常以已加工表面质量作为衡量切精加工时，常以已加工表面质量作为衡量切削加工性的指标，容易获得良好已加工表面质削加工性的指标，容易获得良好已加工表面质量的，其加工性就好，反之就差。量的，其加工性就好，反之就差。2.工件材料的物理工件材料的物理机械机械性能对切削加工性的影响性能对切削加工性的影响1 1)硬度和强度硬度和强度KrKr VBVBb b、HBHBFcFc2.工件材料的物理工件材料的物理机械机械性能对切削加工性的影响性能对切削加工性的影响1 1)硬度和强度硬度和强度2 2)塑性和韧性塑性和韧性h 塑性塑性刀具与切屑越容易产生粘结刀具与切屑越容易产生粘结Ra
5、RaKrKr VBVBFcFc同时同时韧性韧性KrKr FcFc2.工件材料的物理工件材料的物理机械性能机械性能对切削加工性的影响对切削加工性的影响1 1)硬度和强度硬度和强度2 2)塑性和韧性塑性和韧性3 3)导热系数导热系数工件材料的导热性工件材料的导热性Q散失散失KrKrVBVB3.3.改善改善切削加工性的途径切削加工性的途径1 1）热处理方法）热处理方法例如：高碳钢例如：高碳钢 低碳钢低碳钢3.3.改善改善切削加工性的途径切削加工性的途径1 1)热处理方法热处理方法2 2)调整材料的化学成分调整材料的化学成分 适当加入：硫适当加入：硫S S、磷、磷P P、铅、铅PbPb、钙、钙CaCa
6、2.3.2 2.3.2 刀具材料刀具材料1.1.对刀具材料的要求对刀具材料的要求(1)(1)高的硬度和耐磨性；高的硬度和耐磨性；(2)(2)足够的强度和韧性；足够的强度和韧性；(3)(3)高的耐热性（指高温下保持硬度、耐磨性、强度和高的耐热性（指高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能韧性的性能)(4)(4)良好的冷加工工艺性、热加工（热处理、表面处理、良好的冷加工工艺性、热加工（热处理、表面处理、锻造、铸造等）工艺性；锻造、铸造等）工艺性；(5)(5)经济性。经济性。2.3.2 2.3.2 刀具材料刀具材料常用的刀具材料有：常用的刀具材料有：碳素工具钢碳素工具钢 切削金属的性能较差，切削刃切
7、削金属的性能较差，切削刃合金工具钢合金工具钢 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。锋利，可加工木材、橡胶、塑料。高速钢高速钢 生产中用的最多、生产中用的最多、硬质合金硬质合金 最广。最广。陶瓷陶瓷 强度低、脆性大，成本高，强度低、脆性大，成本高，金刚石金刚石 仅用于某些有限的场合。仅用于某些有限的场合。立方氮化硼立方氮化硼 2.3.2 2.3.2 刀具材料刀具材料2.2.高速钢高速钢 高速钢是一种高速钢是一种合金工具钢合金工具钢，具有一定的，具有一定的硬度（硬度（63 63 HRC HRC 70 HRC70 HRC）和耐磨性，有较和耐磨性，有较高的耐热性，在切削温度高达高的耐热性，在切削温度高达50
8、0500600600时尚能切削。时尚能切削。1.1.高速钢高速钢 高速钢是强度和韧性最好的刀具材料：高速钢是强度和韧性最好的刀具材料：抗拉强度：为一般硬质合金的抗拉强度：为一般硬质合金的2 23 3倍，倍，为陶瓷的为陶瓷的5 56 6倍；倍；冲击韧性：较硬质合金和陶瓷高几十倍；冲击韧性：较硬质合金和陶瓷高几十倍；适于加工从有色金属到高温合金的范适于加工从有色金属到高温合金的范围广泛的金属材料。围广泛的金属材料。1.1.高速钢高速钢 高速钢的冷加工工艺性特别好，在热处理高速钢的冷加工工艺性特别好，在热处理前，高速钢可以象一般中碳钢一样的进行各前，高速钢可以象一般中碳钢一样的进行各种加工；热处理后
9、，高速钢刀具可以磨出锋种加工；热处理后，高速钢刀具可以磨出锋利的切削刃。利的切削刃。在钻头、丝锥、拉刀、齿轮刀具、在钻头、丝锥、拉刀、齿轮刀具、成形刀具等复杂刀具制造中，高速钢仍成形刀具等复杂刀具制造中，高速钢仍占主导地位。占主导地位。1 1）2）3 3）粉末冶金高速钢：）粉末冶金高速钢：4 4）高速钢涂层：）高速钢涂层：2.2.硬质合金硬质合金金属碳化物金属碳化物WCWC、TiCTiC、+TaCTaC NbCNbC 金属粘结剂金属粘结剂CoCo、Ni Ni 粉末粉末冶金冶金硬质合金硬质合金2.2.硬质合金硬质合金硬度硬度 硬质合金的硬度为硬质合金的硬度为89 89 HRA HRA 93 HR
10、A;93 HRA;高速钢的硬度为高速钢的硬度为83 83 HRA HRA 86.6 HRA;86.6 HRA;耐热性耐热性 硬质合金在硬质合金在800100080010000 0C C时仍能切削时仍能切削;高速钢在高速钢在5006005006000 0C C时能切削时能切削;2.2.硬质合金硬质合金切削速度切削速度 在刀具寿命相同的条件下，硬在刀具寿命相同的条件下，硬质合金的切削速度比高速钢的可质合金的切削速度比高速钢的可提高提高2 21010倍，可达倍，可达100100 m m/minmin以以上。上。2.2.硬质合金硬质合金强度和韧性强度和韧性 抗弯强度抗弯强度 冲击韧度冲击韧度硬质合金硬
11、质合金 1500Mpa 30KJ/m1500Mpa 30KJ/m2 2高速钢高速钢 4000Mpa 350KJ/m4000Mpa 350KJ/m2 2 2.2.硬质合金硬质合金冷加工性和热加工性较差冷加工性和热加工性较差 主要用于制造如车刀、刨刀、主要用于制造如车刀、刨刀、铣刀、深孔钻、铰刀等简单刀具。铣刀、深孔钻、铰刀等简单刀具。2.2.硬质合金硬质合金 硬质合金由于具有高硬度、高硬质合金由于具有高硬度、高耐热性和高耐磨性，加工性能优良，耐热性和高耐磨性，加工性能优良，而且而且生产成本较低，生产成本较低，所以，使用极所以，使用极其广泛。其广泛。P50 表2-102.2.硬质合金硬质合金1)1
12、)钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金（Wc+CoWc+Co）国标代号国标代号YGYG，ISOISO标准代号标准代号K K类类。2.2.硬质合金硬质合金1)1)钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金 YGYG类具有较高的抗弯强度和韧性，类具有较高的抗弯强度和韧性，所以所以适用于加工铸铁适用于加工铸铁，也适用于加工有，也适用于加工有色金属和非金属材料。此外，色金属和非金属材料。此外，K K类硬质类硬质合金还适用于加工钛合金和不锈钢。合金还适用于加工钛合金和不锈钢。2.2.硬质合金硬质合金1)1)钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金（Wc+CoWc+Co）国标代号国标代号YGYG，ISOISO标准代号标准代号K K类类。粗
13、加工宜选用：粗加工宜选用：YG8(K30)YG8(K30)精加工宜选用：精加工宜选用：YG3(K01)YG3(K01)2.2.硬质合金硬质合金2 2)钨钛钴类硬质合金钨钛钴类硬质合金（WCWCTiCTiC +Co+Co）国标代号国标代号YTYT，ISOISO标准代号标准代号P P类类。YT YT类硬质合金适用于在中高切削类硬质合金适用于在中高切削速度下加工速度下加工钢料钢料。2.2.硬质合金硬质合金2 2)钨钛钴类硬质合金钨钛钴类硬质合金（注意）（注意）不能加工含钛的不锈钢（如不能加工含钛的不锈钢（如1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti）和钛）和钛合金；合金；不能加工加工淬火钢、高强度钢和
14、高温合金；不能加工加工淬火钢、高强度钢和高温合金；不能在低速下切削钢。不能在低速下切削钢。宜采用韧性较好的宜采用韧性较好的YGYG类合金。类合金。2.2.硬质合金硬质合金2 2)钨钛钴类硬质合金钨钛钴类硬质合金（WCWCTiCTiC +Co+Co）国标代号国标代号YTYT，ISOISO标准代号标准代号P P类类。粗加工选用：粗加工选用：YT5(P30)YT5(P30)精加工选用：精加工选用：YT30(P01)YT30(P01)2.2.硬质合金硬质合金3)3)钨钛钽（铌）钴类硬质合金钨钛钽（铌）钴类硬质合金 （WCWCTiCTiC+TaC(NbCTaC(NbC)+Co+Co）国标代号国标代号YW
15、YW，ISOISO标准代号标准代号M M类类。2.2.硬质合金硬质合金3)3)钨钛钽（铌）钴类硬质合金钨钛钽（铌）钴类硬质合金 YW类硬质合金兼有YG类和YT类的优点，具有硬度高、耐热性好和强度高、韧性好的特点，既可加工钢材，也可加工铸铁和有色金属，故被称为通用硬质合金。2.2.硬质合金硬质合金3)3)钨钛钽（铌）钴类硬质合金钨钛钽（铌）钴类硬质合金 YWYW类硬质合金成本高，使用受限。类硬质合金成本高，使用受限。YWYW类硬质合金主要用于耐热钢、高类硬质合金主要用于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。锰钢、不锈钢等难加工材料。2.2.硬质合金硬质合金3)3)钨钛钽（铌）钴类硬质合金钨钛钽（铌
16、）钴类硬质合金 （WCWCTiCTiC+TaC(NbCTaC(NbC)+Co+Co）国标代号国标代号YWYW，ISOISO标准代号标准代号M M类类。YW2(M20)YW2(M20)适用于：粗加工适用于：粗加工 YW1(M10)YW1(M10)适用于：精加工适用于：精加工2.2.硬质合金硬质合金4)4)碳化钛基硬质合金碳化钛基硬质合金 TiCTiC（主要成分）（主要成分）+NiNi、MoMo 国标代号国标代号YNYN，ISOISO标准代号标准代号P P类类 2.2.硬质合金硬质合金4)4)碳化钛基硬质合金碳化钛基硬质合金 特点：硬度更高。特点：硬度更高。TiCTiC基硬质合金的硬度已经达到基硬
17、质合金的硬度已经达到93 93 HRAHRA，接近陶瓷的水平。接近陶瓷的水平。因此，因此，TiCTiC基硬质合金的刀具基硬质合金的刀具寿命比寿命比WCWC基硬质合金高。基硬质合金高。2.2.硬质合金硬质合金4)4)碳化钛基硬质合金碳化钛基硬质合金 TiCTiC基硬质合金可加工钢，也可加工基硬质合金可加工钢，也可加工铸铁。铸铁。但是，但是，TiCTiC基硬质合金的抗弯强度和基硬质合金的抗弯强度和韧性不如韧性不如WCWC基硬质合金，因此不适于重基硬质合金，因此不适于重载荷切削及断续切削，载荷切削及断续切削，只适用于精加工。只适用于精加工。2.2.硬质合金硬质合金5)5)涂层硬质合金涂层硬质合金 3
18、.3.其他刀具材料其他刀具材料 1)1)陶瓷陶瓷陶瓷的主要特点陶瓷的主要特点:n有很高的硬度（有很高的硬度（91 HRA 91 HRA 95 HRA95 HRA）和耐磨性，因而）和耐磨性，因而刀具寿命高；刀具寿命高；n有很高的耐热性（有很高的耐热性（12001200）；）；n有良好的抗粘结性和化学稳定性，陶瓷刀具抗粘结、有良好的抗粘结性和化学稳定性，陶瓷刀具抗粘结、抗扩散、抗氧化磨损的能力强；抗扩散、抗氧化磨损的能力强；n有较低的摩擦系数，不易产生积屑瘤，故加工表面粗有较低的摩擦系数，不易产生积屑瘤，故加工表面粗糙度小；糙度小；n主要用于加工高硬度材料（冷硬铸铁和淬硬钢）。主要用于加工高硬度材
19、料（冷硬铸铁和淬硬钢）。3.3.其他刀具材料其他刀具材料2 2)金刚石金刚石 n金刚石刀具的特点金刚石刀具的特点:n有极高的硬度（有极高的硬度（10000 HV10000 HV）和耐磨性，是目前已知）和耐磨性，是目前已知的最硬物质；的最硬物质；n刀具切削刃非常锋利，适合于极精密的加工；刀具切削刃非常锋利，适合于极精密的加工；n具有很高的导热系数和很低的线膨胀系数，故加工具有很高的导热系数和很低的线膨胀系数，故加工质量好；质量好；n主要用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨主要用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等。塑料等。3.3.其他刀具材料其他刀具材料 3 3)立方氮化硼立方氮化硼
20、n立方氮化硼刀具的特点立方氮化硼刀具的特点:n有很高的硬度（有很高的硬度（8000 HV 8000 HV 9000 HV9000 HV）和耐磨性，）和耐磨性，因而刀具寿命很高；因而刀具寿命很高；n有很高的耐热性，耐热温度可达有很高的耐热性，耐热温度可达1400140015001500n有良好的化学稳定性；有良好的化学稳定性；n有良好的导热性和较低的摩擦系数；有良好的导热性和较低的摩擦系数；n主要用于加工淬硬钢、硬铸铁，高温合金及各种表主要用于加工淬硬钢、硬铸铁，高温合金及各种表面喷涂材料。面喷涂材料。2 2.3.3.3.3 刀具几何参数的合理选择刀具几何参数的合理选择1.1.前角的选择前角的选
21、择1 1)前角的功用前角的功用刀刃锋利刀刃锋利前角前角r ro o变形抗力变形抗力FcFcT T刀刃强度刀刃强度同时同时 崩刃崩刃Q散散T T1.1.前角的选择前角的选择2 2)合理前角的选择合理前角的选择塑性材料塑性材料:宜选择较大的前角宜选择较大的前角;脆性材料脆性材料:宜选择较小前角。宜选择较小前角。取决于工件和刀具的材料取决于工件和刀具的材料1.1.前角的选择前角的选择2 2)合理前角的选择合理前角的选择工件材料的强度或硬度较小时，宜选较大前角工件材料的强度或硬度较小时，宜选较大前角;工件材料的硬度或强度较高时，宜选较小前角。工件材料的硬度或强度较高时，宜选较小前角。工件材料的强度或硬
22、度特别大时，甚至可采用负前角。工件材料的强度或硬度特别大时，甚至可采用负前角。高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些。高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些。粗加工时，宜选用较小前角；粗加工时，宜选用较小前角；精加工时，宜选用较大前角。精加工时，宜选用较大前角。2.2.后角的选择后角的选择1)后角的功用摩擦摩擦后角后角a ao oT T刀刃强度刀刃强度同时同时 崩刃崩刃Q散散T T2.2.后角的选择后角的选择2 2）后角的选择）后角的选择当当hD很小时，宜选用较大后角；很小时，宜选用较大后角；当当hD很大时，后角宜小。很大时，后角宜小。工件材料强度或硬度较高时，宜取较小后角；工件材料强
23、度或硬度较高时，宜取较小后角；工件塑性较大时，宜取较大后角。工件塑性较大时，宜取较大后角。工艺系统刚性差，应适当减小后角。工艺系统刚性差，应适当减小后角。对于尺寸精度要求高的刀具，宜取较小后角。对于尺寸精度要求高的刀具，宜取较小后角。取决于切削层厚度取决于切削层厚度hD3.3.主偏角的选择主偏角的选择1 1)主偏角功用主偏角功用r rk krQ散热面积散热面积RaRa同时同时rPDFFcos振动振动T T3.3.主偏角的选择主偏角的选择2 2)主偏角的选择主偏角的选择取决于工艺系统取决于工艺系统刚度的大小刚度的大小3.3.主偏角的选择主偏角的选择2 2)主偏角的选择主偏角的选择4.4.刃倾角的
24、选择刃倾角的选择1 1)刃倾角功用刃倾角功用控制切屑流出控制切屑流出 的方向的方向 问 精 加 工问 精 加 工时时,刃倾角取刃倾角取正还是负正还是负?4.4.刃倾角的选择刃倾角的选择1 1)刃倾角功用刃倾角功用控制切屑流出控制切屑流出 的方向的方向影响刀头的强度影响刀头的强度图2-56 刃倾角对切削刃冲击位置的影响4.4.刃倾角的选择刃倾角的选择1 1)刃倾角功用刃倾角功用控制切屑流出控制切屑流出 的方向的方向影响刀头的强度影响刀头的强度影响刀刃的锋影响刀刃的锋 利程度利程度刀刃锋利刀刃锋利s s4.4.刃倾角的选择刃倾角的选择1 1)刃倾角功用刃倾角功用控制切屑流出控制切屑流出 的方向的方
25、向影响刀头的强度影响刀头的强度影响刀刃的锋影响刀刃的锋 利程度利程度影响轴向力和影响轴向力和 径向力的大小径向力的大小4.4.刃倾角的选择刃倾角的选择1 1)刃倾角功用刃倾角功用控制切屑控制切屑流出的方向流出的方向影响刀头的强度影响刀头的强度影响刀刃的影响刀刃的锋利程度锋利程度影响轴向力和影响轴向力和径向力的大小径向力的大小刃倾角刃倾角l ls s 对切削力的影响对切削力的影响l ls sss背前角背前角g gp p侧前角侧前角g gf fFpFpFfFf4.刃倾角的选择刃倾角的选择2 2)刃倾角的选择刃倾角的选择P115在加工一般钢料和铸铁时：在加工一般钢料和铸铁时：在无冲击的情况下粗车，在
26、无冲击的情况下粗车，ss 取取 值为值为 0 0 -5-5；精车时，精车时，ss 取值为取值为 0 0 +5+5；在有冲击负荷时，在有冲击负荷时，ss可取可取 为为-5-5 -15-15；冲击特别大时，冲击特别大时，ss可取可取 -30-30 -45-45。2.3.4 2.3.4 切削液的作用和选择切削液的作用和选择1.1.切削液的作用切削液的作用1 1)冷却作用冷却作用2 2)润滑作用润滑作用3 3)清洗作用清洗作用 1 1)水溶液水溶液 水水+防锈剂防锈剂+油性剂油性剂2 2)乳化液乳化液 乳化油乳化油+水（水（90%90%95%95%）3 3)切削油切削油 矿物油（或动、植物油）矿物油（
27、或动、植物油）2.2.切削液的种类切削液的种类 冷却作用冷却作用 润滑作用润滑作用 1 1)水溶液水溶液 强强 弱弱 2 2)乳化液乳化液 3 3)切削油切削油 弱弱 强强2.2.切削液的种类切削液的种类3.3.切削液的选用切削液的选用 (1)(1)按加工性质选用：按加工性质选用：1)1)粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；乳化液；2)2)精加工时，应选用润滑为主的极压切削油精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。或高浓度的极压乳化液。3)3)钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶
28、液、极压乳化液和极压切粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。削油，并应加大流量和压力。3.3.切削液的选用切削液的选用(2)(2)按刀具材料选用：按刀具材料选用：1)1)高速钢刀具高速钢刀具 粗加工用极压水溶液或极压乳化液粗加工用极压水溶液或极压乳化液;精加工用极压乳化液或极压切削油。精加工用极压乳化液或极压切削油。2)2)硬质合金刀具切削，一般不使用切削液；硬质合金刀具切削，一般不使用切削液；3)3)使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用水质切削液。水质切削液。3.3.切削液的选用切削液的选用 (3)(3)按工件材料选用：按工件材
29、料选用：1)1)铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料一般铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料一般不加切削不加切削液液。2)2)切削有色金属和铜合金时，不宜采用切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫含硫的的切削液，以免腐蚀工件。切削液，以免腐蚀工件。3)3)切削镁合金时，不能用切削镁合金时，不能用油质切削液油质切削液，以免燃，以免燃烧起火。烧起火。2.3.5 2.3.5 切削用量的合理选择切削用量的合理选择 什么是合理的切削用量？什么是合理的切削用量？在在保证加工质量保证加工质量的前提下，充分利用刀的前提下，充分利用刀具和机床的性能，能获得具和机床的性能，能获得高的生产率高的生产率和和低的低的加工成本加工成本的切削用
30、量。的切削用量。1.1.切削用量选择的原则切削用量选择的原则 (1)(1)a aspsp、f f、v vc c对切削生产率的影响对切削生产率的影响 材料切除率 Q=1000vcaspf（mm3/s）(2)(2)a aspsp、f f、v vc c对表面粗糙度（加工质量）的影响对表面粗糙度（加工质量）的影响 表面粗糙度 1)进给量f影响最大 f f 对表面粗糙度的影响对表面粗糙度的影响rrmaxctgctgfRrfRmax82r=0r很大(2)(2)a aspsp、f f、v vc c对表面粗糙度的影响对表面粗糙度的影响 表面粗糙度 1)进给量f影响最大 2)切削速度vc次之(2)a(2)asp
31、sp、f f、v vc c对表面粗糙度的影响对表面粗糙度的影响 表面粗糙度 1)进给量f影响最大 2)切削速度vc次之 3)被吃刀量asp影响最小(3)(3)a aspsp、f f、v vc c对刀具寿命的影响对刀具寿命的影响 刀具寿命：7502525TC.spcaTfv 在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下：性允许的条件下：1 1）首先选择尽可能大的背吃刀）首先选择尽可能大的背吃刀量量a aspsp;2 2）其次选择在加工条件和加工要求限制下允许）其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量的进给量f f;3 3）最后再按刀具寿命的要求
32、确定一个合适的切）最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度削速度v vc c。切削用量选择的原则切削用量选择的原则 (1)(1)刀具的经济寿命刀具的经济寿命T TC C（minmin）：）：按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。(2)(2)刀具的最高生产率寿命刀具的最高生产率寿命T TP P（minmin）：）：按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命。按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命。2.2.刀具寿命的确定刀具寿命的确定 2.2.刀具寿命的确定刀具寿命的确定 刀具寿命高 速 钢硬 质 合 金陶 瓷经 济寿 命最高生产率 寿 命MCtTtctC
33、7MCtTtctC4MCtTtctCctPtT7ctPtT4ctPtTtct换刀一次所需要的时间，单位：min；M单位时间内的全厂费用分摊，包括所有人员的工资、厂房与设备的折旧、动力消耗等各项费用，但有关刀具刃磨的费用计入刀具费用Ct中，不计 入M，单位：元/min；Ct刀具费用,包括刃磨费用在内的，刀具寿命期间与刀具有关的费用，单位：元。2.2.刀具寿命的确定刀具寿命的确定 常用刀具寿命的推荐值（单位：min）刀具类型刀具寿命T可转位车刀1015硬质合金车刀2060高速钢车刀3090硬质合金端铣刀120180高速钢钻头80120齿轮刀具200300(3)(3)刀具寿命的合理选择：刀具寿命的合
34、理选择：在制定工艺规程时，在制定工艺规程时，一般情况下，宜采用一般情况下，宜采用刀具的经济寿命刀具的经济寿命T TC C及其所允许的切削速度，及其所允许的切削速度，只有在紧急的单件生产、市场紧缺或批量生只有在紧急的单件生产、市场紧缺或批量生产中出现薄弱环节时，才采用最高生产率寿产中出现薄弱环节时，才采用最高生产率寿命命T TP P及其所允许的较高的切削速度。及其所允许的较高的切削速度。3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定(重点）重点）(1)(1)背吃刀量背吃刀量a aspsp和走刀次数的选择和走刀次数的选择 1)1)粗加工时，首先应将精加工的和半精加工的余量粗加工时，首先应将精加工的和
35、半精加工的余量留下来，剩下的余量尽可能在一次走刀下切除。留下来，剩下的余量尽可能在一次走刀下切除。3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定 在下列情况下，粗车一般要分两次或几次走刀，且在下列情况下，粗车一般要分两次或几次走刀，且每次走刀的背吃刀量应逐渐递减：每次走刀的背吃刀量应逐渐递减：加工余量太大，一次走刀会使切削力过大，导致加工余量太大，一次走刀会使切削力过大，导致机床功率不足或刀具强度不够；机床功率不足或刀具强度不够；工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，一次工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，一次走刀会引起系统较大的振动；走刀会引起系统较大的振动；断续切削，刀具受到很大冲击，以至
36、容易造成打断续切削，刀具受到很大冲击，以至容易造成打刀。刀。3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定 (1)(1)背吃刀量背吃刀量a aspsp和走刀次数的选择和走刀次数的选择 最常用的是最常用的是两次走刀两次走刀，第一次走刀切，第一次走刀切去余量的去余量的 ，第二次走刀切去剩下余，第二次走刀切去剩下余量的量的 。3243 3141 3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定 (1)(1)背吃刀量背吃刀量a aspsp和走刀次数的选择：和走刀次数的选择：2)2)精加工时的最小背吃刀量的确定精加工时的最小背吃刀量的确定 取决于刀具刃口的锋利程度：取决于刀具刃口的锋利程度：a aspmins
37、pminr rn n 对于刃口较锋利的高速钢刀具对于刃口较锋利的高速钢刀具不应小于不应小于0.0050.005mmmm；对于刃口不太锋利的硬质合金刀具，背吃刀对于刃口不太锋利的硬质合金刀具，背吃刀量要略大一点。量要略大一点。3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定(2)(2)进给量进给量f f的选择：的选择：1)1)粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。选择进给量的限制条件有：选择进给量的限制条件有：机床进给机构的强度机床进给机构的强度;车刀刀杆强度、刚度车刀刀杆强度、刚度;刀片强度；刀片强度；工件装夹刚度等。工件装夹刚度等。每个限制条件给出一个允许的
38、进给量，在这几个每个限制条件给出一个允许的进给量，在这几个允许的进给量中选取最小的一个。允许的进给量中选取最小的一个。3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定 2)2)半精加工和精加工时，最大进给量主要受半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。加工精度和表面粗糙度的限制。当车刀的刀尖圆弧半径当车刀的刀尖圆弧半径r r 较大时，进给量可以选较大时，进给量可以选得大一些；得大一些；rfRmax823.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定 2)2)半精加工和精加工时，最大进给量主要受半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。加工精度和表面粗糙度的
39、限制。当车刀具有副偏角很小的修光刃时，进给量可以选当车刀具有副偏角很小的修光刃时，进给量可以选得大一些；得大一些；rrmaxctgctgfR3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定 2)2)半精加工和精加工时，最大进给量主要受半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。加工精度和表面粗糙度的限制。当切削速度较高时，进给量可以选得大一些。当切削速度较高时，进给量可以选得大一些。3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定(3)(3)切削速度切削速度v vc c的选择：的选择：1)1)根据已确定的背吃刀量根据已确定的背吃刀量a aspsp、进给量进给量f f以及刀具寿以及刀
40、具寿命命T T，再按刀具寿命与切削用量关系式计算，得出再按刀具寿命与切削用量关系式计算，得出的计算值。的计算值。注意：所选定的这个刀具寿命注意：所选定的这个刀具寿命T T，一般都在刀具一般都在刀具的经济寿命的经济寿命T Tc c和最高生产率寿命和最高生产率寿命T Tp p之间。之间。vyxspmvckfTvvavc初3.3.切削用量的合理制定切削用量的合理制定(3)(3)切削速度切削速度v vc c的选择：的选择：2)2)计算计算v vc c后，应根据加工工件直径计算相应后，应根据加工工件直径计算相应的转速：的转速：wcdvn初初1000Vc实际转速转速n n初初n n实际实际机床的转速表机床
41、的转速表初cv3)3)校验机床功率及扭矩。校验机床功率及扭矩。切削功率切削功率P Pc c（KwKw）：）：机床的有效功率（机床的有效功率（KwKw）：若若 则机床主电机功率效验合格则机床主电机功率效验合格!cPP机床机床机床PPm4106cccvFP(3)(3)切削速度切削速度v vc c的选择：的选择：3)3)校验机床功率及扭矩。校验机床功率及扭矩。切削扭矩切削扭矩McMc（单位：单位：NmNm）：）：机床主轴输出扭矩（单位：机床主轴输出扭矩（单位：NmNm）：）：若若 则机床主轴输出扭矩校验合格则机床主轴输出扭矩校验合格!3)3)切削速度切削速度v vc c的选择：的选择：10002wC
42、CdFMM机床CMM机床(1)(1)车削加工中常用的切削用量见下表。车削加工中常用的切削用量见下表。1)1)粗车时，背吃刀量和进给量都比较大，所以粗车时，背吃刀量和进给量都比较大，所以切削速度较低；切削速度较低；反之，精车的背吃刀量和进给量都比较小，反之，精车的背吃刀量和进给量都比较小，切削速度较高；切削速度较高；4.4.选择切削用量时应注意的问题选择切削用量时应注意的问题(1)(1)车削加工中常用的切削用量见下表。车削加工中常用的切削用量见下表。2)2)工件材料的强度、硬度越高，切削速度应越低；工件材料的强度、硬度越高，切削速度应越低；工件材料的强度、硬度越低，则应该选择较高工件材料的强度、
43、硬度越低，则应该选择较高的切削速度。的切削速度。4.4.选择切削用量时应注意的问题选择切削用量时应注意的问题(1)(1)车削加工中常用的切削用量见下表。车削加工中常用的切削用量见下表。3)3)刀具的切削性能愈好，切削速度就愈高。刀具的切削性能愈好，切削速度就愈高。4.4.选择切削用量时应注意的问题选择切削用量时应注意的问题(1)(1)车削加工中常用的切削用量见下表。车削加工中常用的切削用量见下表。4)4)可转位车刀的切削速度比焊接式车刀的高，可转位车刀的切削速度比焊接式车刀的高，一般可提高一般可提高15%15%到到30%30%，因此，可转位车刀能，因此，可转位车刀能有效地提高切削生产率。有效地
44、提高切削生产率。4.4.选择切削用量时应注意的问题选择切削用量时应注意的问题(2)(2)选择切削速度时应该注意的要点：选择切削速度时应该注意的要点：1)1)精加工时应采用高的切削速度，避开积屑瘤发生区域；精加工时应采用高的切削速度，避开积屑瘤发生区域；2)2)断续切削时，应适当降低切削速度，避免切削力冲击和切削热断续切削时，应适当降低切削速度，避免切削力冲击和切削热冲击；冲击；3)3)在易发生振动的情况下，所确定的切削速度应避开自激振动的在易发生振动的情况下，所确定的切削速度应避开自激振动的临界区域；临界区域；4)4)加工大件、细长件和薄壁件时，所确定的切削速度应适当降低；加工大件、细长件和薄壁件时，所确定的切削速度应适当降低；5)5)加工带有铸造或锻造外皮的工件时，切削速度应适当降低。加工带有铸造或锻造外皮的工件时，切削速度应适当降低。4.4.选择切削用量时应注意的问题选择切削用量时应注意的问题谢谢！
