扩孔钻削加工中的切削用量优化方法

图3-1所示为扩孔钻削加工的切削用量，包括红色箭线表示的切削速度，绿色箭头间的长度表示切削深度，黄色箭线表示的是进给量。在某些扩孔方式中，有的刀具有几个不同的轴向位置和径向位置的刀尖，那就会有几个不同的切削深度（这类似于双刀片导条式铰刀加工），在后面详细介绍。

■切削速度

扩孔刀以一定的转速旋转，从而加工出一定直径D_c的孔。这样在切削刃上得到一个特定的切削速度v_c。v_c对刀具寿命有直接影响。扩孔切削速度v_c的计算结果如图3-2所示。由图3-2可知，对直径32mm的孔，假设切削速度约为275m/min，则扩孔刀的转速约为2750r/min。如需精确计算，可使用如下公式

图3-1 扩孔钻削加工的切削（图片来源：山特维克可乐满）

或者

式中 v_c——切削速度（m/min）；

D_c——扩孔刀直径（mm）；

n——转速（r/min）。

按公式做精确计算，可得n=2737r/min。

■进给量

刀具在进给运动方向上相对于工件的每转位移量称为进给量（如图3-3中的f），单位为mm/r。扩孔刀多为多刃刀具，当各个切削刃具有相同的轴向位置和径向位置时，进给量f等于每齿进给量f_z乘以刀片数量z，即

f=f_zz

图3-2 扩孔切削速度v_c的计算结果（图片来源：山特维克可乐满和瓦尔特刀具）

进给量影响进给速度。进给速度v_f是指扩孔刀的轴向运动速度。进给速度v_f与生产率密切相关

v_f=fn(www.xing528.com)

式中 v_f——进给速度（mm/min）；

f——进给量（mm/r）；

n——转速（r/min）。

■切削深度

切削深度a_p如图3-3、图3-4所示。切削深度是切削刃切削之后的半径（D_c/2）与

图3-3 扩孔进给量和切削深度（图片来源：山特维克可乐满）

图3-4 扩孔切削深度

切削之前的半径（D_o/2）之差

a_p=（D_c-D_o）/2

■材料切除率

材料切除率Q是扩孔中单位时间切除的材料体积，即切削面积与单位时间切削长度（即进给速度）的乘积。其常用单位不是mm³/min而是cm³/min，公式为

式中 v_f——进给速度（mm/min）；

D_c——切削之后的直径（mm）；

D_o——切削之前的直径（mm）。