切削用量三要素优化方案

在切削过程中，工件上形成三个表面，分别是待加工表面、过渡表面（加工表面）和已加工表面，如图6-2所示。待加工表面一般指毛坯材料的原始表面，与材料内部相比较，原始表面的组织结构不均匀，硬度较高，在切削待加工表面时振动较大，刀具的磨损较快。因此，在切削毛坯材料时应使刀具尽可能多地切在材料的内层，以减小刀具的磨损。过渡表面也叫作加工表面，是指刀具正在切削的部位，切削过程中的物理现象如切削力和切削热等主要都发生在过渡表面的位置。已加工表面是指经过刀具切削后新形成的表面，如果是经过最后一道工序加工而成的，则已加工表面就是零件的最终表面，衡量最终加工质量就是在已加工表面进行的。衡量加工质量的参数主要分为四大类，即尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。

图6-2　切削用量三要素及三个表面

（a）车削用量三要素；（b）铣削用量三要素；（c）刨削用量三要素

切削用量三要素是指切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap。车削外圆、铣削平面和刨削平面时的切削用量三要素如图6-2所示。在切削加工时要根据被加工材料特性、刀具特性、机床特性和图纸要求综合考量，合理选择vc、f和ap的具体数值。

1.切削速度vc

切削速度vc是指在单位时间内工件与刀具沿主运动方向发生的相对移动距离，即工件过渡表面相对刀具的线速度，单位是m/min或m/s。车削、铣削、钻削和磨削的切削速度计算公式为

式中：d——工件加工表面或刀具切削处的最大直径（mm）；

n——工件或刀具的转速，即主运动的转速（r/min）。

牛头刨床刨削时切削速度的近似计算公式为(www.xing528.com)

式中：L——刨刀做往复直线运动的行程长度（mm）；

nr——刨刀每分钟往复次数（str/min）。

2.进给量f

进给量f是指在主运动的一个循环或单位时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向相对移动的距离。车削时进给量为工件每转一周车刀沿进给运动方向移动的距离（mm/r）；铣削时常用的进给量为工件在一分钟内沿进给方向移动的距离（mm/min）；刨削时进给量为刨刀每往复一次，工件或刨刀沿进给运动方向间歇移动的距离（mm/str）。

3.背吃刀量ap

背吃刀量ap为待加工表面与已加工表面之间的距离，单位是mm。