切削参数设定的技巧与注意事项

切削参数包括主轴转速、进给速度、背吃刀量等，受机床刚性、夹具、工件材料和刀具材料的影响，不同版本的教材给出的参数差异很大。

例2-1：4刃φ10立铣刀粗加工参数的确定

1.主轴转速的确定

主轴转速n（r/min）与铣削速度v_c（m/min）及铣刀直径d（mm）的关系为，而铣削速度v_c与工件和铣刀的材料有关。本例工件材料为铝合金，铣刀材料为高速钢，查表2-1可知，v_c=180～300m/min。由此计算，当粗加工用4刃φ10立铣刀时，可算得主轴转速n=5732～9554r/min，实际上根本不可能达到。工程实际中取n=2000～2500r/min。

当工件材料为低碳钢、铣刀材料为高速钢时，铣削速度v_c=18～28m/min，可以算得n=573～892r/min，工程实际中取n=600～1000r/min，比较符合要求。

表2-1 铣刀的铣削速度v_c （单位：m/min）

注：摘自王荣兴主编《加工中心培训教程》，机械工业出版社。

2.进给速度的确定

进给速度F（mm/min）与铣刀每齿进给量v_f（mm/z）、铣刀齿数z、主轴转速n（r/min）之间的关系是：F=v_fzn。查表2-2可知，当工件材料为铝合金、铣刀材料为高速钢时，铣刀每齿进给量v_f=0.05～0.15mm/z，将n=2000～2500r/min带入，由此计算可得F=400～1500mm/min，实际粗铣时取F=800mm/min。

同理，当工件材料为低碳钢、铣刀材料为高速钢时，铣刀每齿进给量v_f=0.03～0.18mm/z，将n=600～800r/min带入，可算得F=72～576mm/min，工程实际中取值n=60～200mm/min，基本符合要求。

表2-2 铣刀每齿进给量V_f推荐值 （单位：mm/z）

注：摘自王荣兴主编《加工中心培训教程》，机械工业出版社。

3．背吃刀量的确定

背吃刀量a_p的选择如图2-2所示：当侧吃刀量a_e<d/2（d为铣刀直径）时，取a_p=(1/3～1/2）d；当侧吃刀量d/2≤a_e<d时，取a_p=(1/4～1/3)d；当侧吃刀量a_e=d（即满刀切削）时，取a_p=(1/5～1/4)d；当机床的刚性较好，且刀具的直径较大时，a_p可取更大。

按照理论，工件材料为铝合金，铣刀材料为高速钢，采用4刃ф10立铣刀进行轮廓加工时，背吃刀量a_p=2～5mm，实际用Mastercam编程加工时，Z轴最大背吃刀量在0.6～Imm之间。

图2-2 背吃刀量a_p示意图

数控铣床进行钻孔加工的工艺参数见表2-3。

表2-3 用高速钢钻孔切削用量

（续）

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注：摘自韩鸿鸾、张秀玲主编《数控加工技师手册》，机械工业出版社。

按照表2-3，用φ5的高速钢麻花钻钻铝合金材料的工件时，可以计算得主轴转速n=1273～3184r/min，工程实际中取值为1000～1500r/min，进给速度F=38～318mm/min，工程实际中取值为50～200mm/min。

4.基于少切削、快进给的切削三要素组合

背吃刀量、主轴转速和进给速度是切削的三大要素。在利用Mastercam自动编程加工时，当前企业的实际做法是基于少切削、快进给的切削三要素组合，即背吃刀量小、进给速度快。

常用刀具使用参考值（以下表2-4～表2-7摘自何县雄编著《Mastercam数控加工自动编程范例教程》，化学工业出版社）：

1）常用粗加工硬质合金刀（镶刀片类）见表2-4。

表2-4 常用粗加工硬质合金刀（镶刀片类）

2）合金钨钢平底刀见表2-5。

表2-5 合金钨钢平底刀

3）白钢刀（高速钢，主要加工材料为纯铜）见表2-6。

表2-6 白钢刀（高速钢，主要加工材料为纯铜）

4）球刀（主要用于钢料和纯铜的精加工）见表2-7。

表2-7 球刀（主要用于钢料和纯铜的精加工）

综合各个版本的教材可知，目前机床的切削参数主要还是靠经验来确定。以广东技术师范学院工业实训中心为例，采用南通科技集团公司的TONMAC V600型数控铣床，主轴最高转速为6000r/min，学生实训主要用铝作为工件材料，高速钢作为刀具材料。一般情况下，粗加工时主轴转速设定在1800～2000r/min，进给速度为800～1500mm/min；半精加工时主轴转速为2000～2500r/min，进给速度为600～1200mm/min；精加工时主轴转速为3000～4000r/min，进给速度为400～1000mm/min；钻孔时主轴转速为1000～1500r/min，进给速度为50～200mm/min。刀具直径越小，相应主轴转速就越高，推荐背吃刀量和刀间距可以参考表2-6、表2-7。

用钢作为工件材料、高速钢作为刀具材料，粗加工时主轴转速一般设定为600r/min，进给速度在100mm/min左右；半精加工时主轴转速为600～800r/min，进给速度为60～80mm/min；精加工时主轴转速为800～1000r/min，进给速度为30～60mm/min；钻孔时主轴转速在600r/min左右，进给速度在50mm/min左右；背吃刀量可以按照图2-2选取。以上各参数主要用于手工编程加工钢件时的取值。用Mastercam自动编程加工钢件时，各参数值可以参考表2-4～表2-7。

不论是切削范围外下刀还是螺旋、斜插式下刀，下刀速率一般设定为进给速度的一半；利用键槽铣刀垂直下刀进入工件表面的下刀速率与钻孔相同。

随着各种新材料刀具的兴起，有些刀具加工时可以获得很高的主轴转速和进给速度。以在广东技术师范学院举办的数控大赛为例，就曾有选手采用瑞典SANDVIK的硬质合金刀具，用南通科技集团公司的TONMAC V600型数控铣床，钢件粗加工时主轴转速可达4500r/min，进给速度高达4500mm/min，而且一次背吃刀量达10mm。

注：

在选择新刀具、新工件材料时，切削参数的确定应该多询问刀具生产厂家，一般厂家都会给出一个参考值。如果没有的话，可以通过在机床上试切加工来获得必要的切削参数。