易错点二十 粗车与精车切削用量的合理分配（ap、f、vc 选择原则）四川省（对口招生）《数控加工技术-车削加工》

四川省（对口招生）《数控加工技术-车削加工》 易错题精讲 易错点二十 粗车与精车切削用量的合理分配（ap、f、vc 选择原则） 例1 加工一钢件外圆（单边余量约 2mm）。学生粗、精车均采用 ap=0.3mm、f=0.2mm/r、vc=200m/min。结果粗车因每次切深太小走了很多刀、效率很低；精车虽尺寸到位，但表面粗糙度差（刀纹明显）。请分析切削用量分配的错误，并给出粗、精车各自的合理用量原则与数值。 O0020; T0101; M03 S2000; (vc=200 偏高且粗精相同) G00 X52 Z2; G01 X48 Z-100 F0.2; (ap=0.3? 实际 X48 仅留少切深, f=0.2 大) ... (粗精不分，反复小切深大进给) 【错解】切削用量粗精一样最省事；进给大一点效率高，表面差一点可以抛光弥补。 【错因】没有“粗车重效率、精车重质量”的分配原则：① 粗车背吃刀量 ap 取得太小（0.3mm），余量靠很多刀去除，效率极低；粗车应优先取大 ap 一次去除大部分余量。② 精车进给 f 取得太大（0.2mm/r），残留面积高度 h≈f²/(8Rε) 随 f 平方增大，表面粗糙度显著变差；精车应取小 f。③ 粗精都用高 vc=200，精车虽可高 vc，但粗车高 vc 受刀具寿命与机床功率限制，且学生未区分阶段目标。 【正解】切削用量三要素 ap（背吃刀量）、f（进给量）、vc（切削速度）应按阶段分配：粗车“大 ap、大 f、中 vc”——ap 尽量大（一次切除大部分余量，如 2~3mm，受机床功率/刚度/刀具强度限制），f 取大（0.2~0.4mm/r），vc 适中（兼顾功率与刀具寿命），目标是高效率去除余量。精车“小 ap、小 f、高 vc”——ap 小（0.1~0.5mm，保证尺寸精度），f 小（0.05~0.15mm/r，降低残留面积高度、减小 Ra），vc 高（抑制积屑瘤、提高表面质量），目标是尺寸与表面质量。选择顺序：先定 ap（由余量定），再定 f（由表面质量与刚度定），最后算 vc（由刀具材料与寿命定，再换算 n=1000vc/(πd)）。硬质合金刀可高速，高速钢刀宜中低速；钢件精车应避开积屑瘤生成的中速区。本题应改为：粗车 ap=2、f=0.3、vc=120；精车 ap=0.3、f=0.08、vc=200。 【避错攻略】 粗车“大 ap、大 f、中 vc”：ap 尽量大（一次去余量），f 取大，vc 适中；目标高效率去除余量。 精车“小 ap、小 f、高 vc”：ap 小（保证尺寸），f 小（降低残留面积高度→表面质量），vc 高（抑制积屑瘤、提高 Ra）；目标尺寸与表面质量。 选择顺序：先定 ap（由余量），再定 f（由表面质量/刚度），最后算 vc（由刀具材料与寿命），再换算主轴转速 n。 硬质合金刀可高速，高速钢刀宜中低速；钢件精车避开积屑瘤生成的中速区，以免表面恶化。 【解析】粗精车用量分配是工艺基础。粗车求效率（大 ap 大 f），精车求质量（小 f 高 vc）。混淆二者——“粗车 ap 太小、精车 f 太大”——是典型失分。 1.（25单招，单选题）精车外圆时，为获得较小表面粗糙度，应采用的切削用量特点是（ ） A. 大 ap、大 f、高 vc B. 小 ap、小 f、高 vc C. 大 ap、小 f、低 vc D. 小 ap、大 f、高 vc 【答案】B 【解析】精车靠小进给降低残留面积高度、靠高 vc 抑制积屑瘤来改善 Ra，故选 B；大 f 会使粗糙度明显变差。 2.（计算）外圆总余量（直径）4mm，粗车取背吃刀量 ap=2mm（直径方向切深即 ap），问粗车最少需几刀去除大部分余量（精车留直径 0.4mm）？若精车 vc=200m/min、直径 φ40，求精车主轴转速 n（取整数）。 【答案】粗车去除量=4-0.4=3.6mm（直径），每刀 ap=2mm（直径切深），需 2 刀（2+2=4≥3.6，第二刀减量为余下 1.6mm）。精车 n=1000vc/(πd)=1000×200/(3.1416×40)≈1592 r/min（取 1590~1600）。 【解析】粗车优先大 ap 减少走刀次数；转速 n=1000vc/(πd)，注意直径用加工部位直径。 3.（24单招，单选题）粗车加工的主要目标是（ ） A. 获得最高尺寸精度 B. 高效率地去除大部分余量 C. 获得最小表面粗糙度 D. 完成成形曲面 【答案】B 【解析】粗车以效率为先，快速去除余量；尺寸与表面由后续精车保证，故选 B。 1.（工艺制定）某钢轴外圆从 φ52 粗车到 φ48（直径余量 4mm），再精车到 φ47.6（精车直径余量 0.4mm）。请分别给出粗、精车的 ap、f、vc 推荐范围，并说明理由。 【答案】粗车：ap=2mm（直径切深，两刀去 4mm 余量中的 3.6mm）、f=0.3mm/r（大进给提效）、vc=100~130m/min（中低速保刀具寿命与功率）；理由：粗车重效率、大 ap 大 f。精车：ap=0.3~0.4mm（小切深保尺寸）、f=0.08mm/r（小进给降 Ra）、vc=180~220m/min（高 vc 抑积屑瘤）；理由：精车重表面与尺寸。 【解析】同一工件粗精分阶段给量，体现“粗车大 ap 大 f、精车小 ap 小 f 高 vc”的原则。 2.（辨析）有人说“残留面积高度只与刀尖圆弧半径有关，与进给量无关”。对吗？写出关系并说明对精车用量的启示。 【答案】不对。残留面积高度 h≈f²/(8Rε)（Rε 为刀尖圆弧半径），h 与进给量 f 的平方成正比、与 Rε 成反比。启示：精车要减小 Ra，最有效是减小进给 f（影响是平方级），其次增大刀尖圆弧半径 Rε；因此精车必须取小 f，这是“精车小 f”的理论依据。 【解析】残留面积高度公式直接解释“精车小进给”的必要性，是用量分配的底层原理。 3.（25单招，单选题）确定切削用量的合理顺序是（ ） A. 先 vc、再 f、最后 ap B. 先 ap、再 f、最后 vc C. 先 f、再 ap、最后 vc D. 三者可任意顺序 【答案】B 【解析】标准顺序：先按余量定 ap，再按表面质量/刚度定 f，最后按刀具寿命定 vc 并换算 n，故选 B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $