选择切削用量的途径

选择切削用量的途径

面对着具体的零件及工件材料和已经选定的刀具、机床以及其它必要的工艺装备，使用者接下来的工作是设定切削用量，即切削速度vc\进给量f和切削深度(背吃刀量)apo切削用量的合理与否将直接关系到切削加工的最终效果，即加工效率和加工成本的高低及加工质量的好坏。

影响切削用量的因素很多，有工件材料、刀具材料、刀具几何参数、工艺类别、加工工序以及具体的使用条件，如机床、装夹、切削液等众多的因素，加上这些因素的不确定性及难以量化的特点，因此尚没有一个计算方法来精确地算出切削用量。一般获得切削用量的途径有三条

一是查手册或切削数据库，一般可以查到切削速度、进给量和刀具寿命。手册上的数据是通过特定条件下的切削试验来建立计算切削用量的数学模型，制定出供查阅的数据表格。由于具体使用条件与试验条件的差别，采用时要作一定的修正，并在以后的使用中再作适当的调整。

二是查刀具制造商的样本或由他们提供的光盘。这些样本或光盘在介绍产品的同时也推荐使用该产品的切削速度和进给量，这些数据不仅对干使用该公司的刀具有参考的价值，对于使用相同类型的刀具加工同一类工件材料也有一定的借鉴作用，使用时也要在应用中加以调整，使之更符合使用条件。

三是做切削试验。让试验的条件尽可能符合实际的使用状况，所获得的结果最可靠。对于科研工作中的切削试验，为了使切削试验的结果有可比性，国际标准化组织对车刀、面铣刀、立铣刀的试验条件、程序及数据处理都作了规定，我国也颁布了相应的标准：GB／Tl6461--1996单刃车削刀具寿命试验、GB／Tl6459—1996面铣刀寿命试验、GB／Tl6460—1996立铣刀寿命试验。

影响切削用量选择的主要因素

从掌握刀具应用技术的角度考虑，有必要进一步了解影响切削用量选择的主要因素。切削用量的选择关系到： 第一，金属切除率Q的大小。金属切除率Q=Vc×f×ap"为单位时间内切除的金属体积，其大小也可代表切削加工效率的高低。从上式可见，切削用量三要素vc、f、ap中的任何一个对金属切除率的贡献是相同的，增加其中任何一个用量对生产效率的提高有着相同的效果。

第二，作用在刀具上的载荷(切削热和切削力)的大小。因为f×ap为切削的截面积，根据不同工件材料单位切削面积的切削力Kc1(见系列讲座之二的表2)，该乘积决定作用在刀具上切削力的大小；而vc的大小则关系到克服切削力所消耗的能量及其所转换的热量的多少，包括变形区和摩擦区的热。因Vc、f、ap的选择会影响刀具磨损的快慢和失效的类型。需要指出，这三个要素Vc、f、ap对刀具磨损快慢即刀具寿命的长短的影响程度是不一样的。

刀具在切削时，在切削力和切削热的共同作用下，切削刃和前、后刀面经历着逐渐磨损的过程，不断地变钝，当磨损量达到一定程度时刀具就不能继续使用，必须更换刀具或更换可转位刀片的刀尖，否则会导致刀具的过度磨损甚至损坏，进而影响加工的质量或增加刀具的费用。刀具在换刀前所允许的磨损限度，一般用刀具主后面上的磨损带的平均宽度VB表示(图1)。VB作为刀具的磨钝标准，其数值随工件材料、刀具类型、工序类别等因素变动，通常由操作者根据工艺的规定或实际状况而定。

图1

前面一直在用的刀具寿命这个概念就是刀具用到磨钝标准VB时所经过的切削时间，即从新刀(或重磨后的刀具)到换刀前所经过的切削时间。显然，对于已规定的磨损限度。这个时间(刀具寿命)的长短与切削用量所决定的刀具磨损快慢有关——磨损得快，寿命就短；磨损得慢，寿命就长。那么，Vc、f、ap 对刀具寿命影响程度有关怎样的差异呢？

由车刀的寿命试验可以得出 在正常磨损的过程中，Vc、f、ap与刀具寿命T有着以下的关系: