高二下劳动版《金属切削原理与刀具》课件 模块三 切削加工质量与效率 任务五、六 切削用量的合理选择

金属切削原理与刀具 （第二版） 金属切削原理与刀具（第二版） 目录 CONTENTS 模块一 金属切削与刀具基本知识 模块二 切削加工的主要规律 模块三 切削加工质量与效率 模块四 车刀 模块五 铣刀 模块六 孔加工与螺纹刀具 模块七 砂轮 模块八 数控机床刀具与数控工具系统 金属切削原理与刀具（第二版） 任务五 切削用量的合理选择 知识点： ◎合理的切削用量。 ◎切削用量选择原则。 ◎粗加工切削用量选择方法。 ◎精加工切削用量选择方法。 能力点： ◎能进行生产效率高低的衡量。 金属切削原理与刀具（第二版） 一、任务提出 当采用刀柄尺寸 16 mm×25 mm、刀片厚度 4 mm 的焊接式硬质合金车刀，在 CA6140 型车床上，采用一顶一夹方式，批量车削如图所示调质 45 钢（0.735 GPa）工件时，该如何进行粗车切削用量的合理选择呢？ 金属切削原理与刀具（第二版） 二、任务分析 所谓合理的切削用量，是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 根据不同的加工条件和加工要求，考虑到切削用量各参数对切削过程的不同影响，切削用量参数增大的次序和程度应有所区别。为此，可以从切削加工生产效率、刀具寿命、机床功率、表面质量等方面考虑，并根据粗、精加工的具体要求对切削用量进行合理选择。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）生产效率原则 从生产效率的角度考虑，一般情况下应该优先选择大的背吃刀量，以求一次走刀全部切除加工余量。 （2）刀具寿命原则 从刀具寿命角度考虑，优先增大背吃刀量不仅能达到高的生产效率，相对于增大切削速度和进给量来说，对发挥刀具切削性能、降低加工成本也更有利。 1、切削用量选择原则 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （3）机床功率原则 在粗加工时，从机床功率考虑，尽量选用大进给量 f 相对比较合理。 （4）表面质量原则 提高切削速度 vc 能使切削变形和切削力有所减小，并可减小或避免积屑瘤，有利于提高加工精度和表面质量。 合理选择切削用量的指导性原则：先选背吃刀量 ap，再选进给量 f，最后选择切削速度 vc。但随着数控机床广泛使用，促进了高性能刀具材料和数控刀具的发展，切削用量的选择原则改变为先选高的切削速度 vc 及进给量 f，然后选用较小的背吃刀量 ap。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）粗车切削用量选择 1）背吃刀量 ap 背吃刀量 ap 应根据加工余量来确定，除留出半精车、精车余量外，其余的粗车余量应尽可能一次切除，以使走刀次数最少。 2）进给量 f 选用大的进给量可以明显提高生产效率，但进给量的提高受到切削力的限制。工艺系统刚度较高时，可选用较大的进给量，一般取 f=0.3～0.9 mm/r。 2、切削用量选择方法 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 3）切削速度 vc 在背吃刀量 ap 和进给量 f 确定后，再根据合理规定的刀具寿命值，结合刀具寿命公式，就可确定切削速度 vc。 4）校验机床功率 在粗车时，切削用量还受到机床功率的限制。因此，在确定了切削用量后，还应检验机床功率是否满足要求。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （2）半精车、精车切削用量选择 1）背吃刀量 半精加工、精加工的背吃刀量，因为是预留余量，原则上应一次切除。当使用硬质合金车刀精车时，一般应取 0.3～0.5 mm。 2）进给量 增大进给量主要受到表面粗糙度的限制。通常切削速度高时的进给量较切削速度低时的进给量更大些。 3）切削速度 切削速度主要受刀具寿命的限制。切削速度不能过大。 金属切削原理与刀具（第二版） 四、任务实施 1、相关说明 该工件车削后尺寸为φ60 mm×350 mm，表面粗糙度值 Ra 为 5～2.5 μm。毛坯尺寸为φ68 mm×350 mm。 根据工序安排，该工件粗加工车刀采用带倒棱曲面型前面，并磨制宽度 5 mm、圆弧半径 3.5 mm、斜角 6°的外斜式直线圆弧断屑槽。 根据加工材料，刀具前角 10°、后角和副后角均为 6°、主偏角 75°、副偏角 10°、刃倾角 0°。为提高刀具强度，取 0.5～1 mm 的刀尖圆弧半径。另外，刀具寿命确定为 60 min。 金属切削原理与刀具（第二版） 四、任务实施 2、粗车切削用量选择 （1）背吃刀量 该工件总加工余量为（68-60）mm/2=4 mm，根据工序安排，粗车后留 1 mm 余量，故取粗车背吃刀量 ap=3 mm，且一次走刀切除。 （2）进给量 由《硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面时的进给量参考值表》查得进给量 f 为 0.5～0.7 mm/r。根据机床说明书，取 f=0.51 m