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切削用量

/cutting parameters/
条目作者史振宇

史振宇

最后更新 2023-11-11
浏览 256
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切削时各运动参数的总称。

英文名称
cutting parameters
所属学科
机械工程

在外圆车削过程中,切削用量包括切削速度、进给量(进给速度)和背吃刀量(切削深度)。

切削速度指切削加工时刀刃上选定的点相对于工件的主运动速度。刀刃上各点的切削速度可能不同,当主运动为旋转运动时,刀具或工件最大直径处的切削速度由下式确定:


式中,为完成主运动的刀具或工件的最大直径(毫米);为主运动的转速(转/秒或转/分)。

在切削加工中,常用进给量和进给速度来表示进给运动。进给量指工件或刀具的主运动每转或每一行程时,工件和刀具两者在进给运动方向上的相对位移量。进给速度指刀刃上选定的点沿着刀具轨迹相对工件进给运动的速度,其单位为毫米/秒。外圆车削(见图)时的进给量指工件每转一转时车刀相对于工件在进给运动方向上的位移量,其单位为毫米/转,进给速度指进给量与转速的乘积。牛头刨床上刨削平面时的进给量指刨刀每往复一次,工件在进给运动方向上相对于刨刀的位移量,其单位为毫米/双行程,进给速度等于进给量和双行程所需时间的乘积。对于多齿刀具,一般所说的进给量为每齿进给量毫米/齿,每齿进给量与转速和刀盘齿数的乘积即为进给速度。若进给运动为直线运动,则刀刃上各点的进给速度是相同的。

背吃刀量为主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成平面的法线方向上测量的值。其中外圆车削的背吃刀量为:


式中为工件待加工表面的直径(毫米);为工件已加工表面的直径(毫米)。

外圆车削过程中切削用量示意图外圆车削过程中切削用量示意图

切削过程中切削用量对切削力的影响程度为背吃刀量>进给量>切削速度;切削过程中切削用量对切削热产生的影响程度为背吃刀量>切削速度>进给量;对切削温度和刀具耐用度的影响程度一致,其顺序为切削速度>进给量>背吃刀量。进给速度与进给量对于加工过程的影响程度基本一致,进给速度较小时,导致工件变形区的变形量较小。反之,造成的变形量较大。

机械加工中通常采用较小的进给速度来保证工件的加工质量。对同一工件为了同时减小工件变形和提高加工效率,在刚性好、变形小的区域可选用大的进给速度,而在刚性差、变形大的区域则选用小的进给速度,通过这种加工方式可在缩短加工时间的同时保证加工质量。在高速切削过程中,粗加工时可通过优化选择进给速度,提高加工效率,并维持切削状态的稳定,以减少刀具磨损;在精加工时,材料切除率较小,切削过程中切削条件的变化也较小。因此,可通过优化进给速度提高工件表面加工质量。

  • 陈日曜.金属切削原理. 2版.北京:机械工业出版社,2002.
  • 唐宗军.机械制造基础.北京:机械工业出版社,2003.
  • 王文丽,高丽雯.金属切削原理与刀具.北京:北京邮电大学出版社,2008.
  • 崔政,陈南,季鹏,等.切削用量对切削力和切削振动的影响.机床与液压,2016,(44):10-13.

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