摘要：在機(jī)械加工中，切削用量對(duì)加工質(zhì)量、加工效率以及生產(chǎn)成本等均有重要影響，合理選擇切削用量是切削加工的重要環(huán)節(jié)。同樣，在《車工工藝學(xué)》教學(xué)中，“切削用量的選擇”也是一個(gè)教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：切削用量 加工質(zhì)量 加工效率 生產(chǎn)成本

在機(jī)械加工中，切削用量不僅是機(jī)床調(diào)整與控制的必備參數(shù)，而且其數(shù)值是否合理，對(duì)加工質(zhì)量、加工效率以及生產(chǎn)成本等均有重要影響，合理選擇切削用量是切削加工的重要環(huán)節(jié)。同樣在《車工工藝學(xué)》教學(xué)中，“切削用量的選擇”作為車削的基本知識(shí)，它不僅表現(xiàn)在概念多、理論性強(qiáng)、影響因素復(fù)雜，還與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系十分緊密，所以在教學(xué)中也是一個(gè)教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容。本人在教學(xué)中，采用先把握重點(diǎn)概念理解，再從實(shí)際加工過程分析入手，然后聯(lián)系相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和整合，收到很好的教學(xué)效果。

一、切削用量的概念

切削用量俗稱是切削用量三要素，它是表示主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)，是背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度三者的總稱。

1.背吃刀量a

背吃刀量是工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離。

2.進(jìn)給量?

進(jìn)給量是工件每轉(zhuǎn)一周，車刀沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離。

3.切削速度v

切削速度是車削時(shí)，刀具切削刃上某選定點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度。

切削用量的大小與生產(chǎn)效率的高低密切相關(guān)，要獲得高的生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量增大切削用量，但在實(shí)際生產(chǎn)中，切削用量的選用大小受到加工過程要求、刀具材料和工件材料等諸多因素的影響和限制。

二、根據(jù)加工過程要求選擇切削用量

在車削加工中，為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，加工過程一般分為粗車，半精車和精車三個(gè)階段：

1.粗車時(shí)切削用量的選擇

粗車時(shí)，切削用量一般是以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本。在工件毛坯確定的情況下，提高切削速度，加大進(jìn)給量和背吃刀量，都可以縮短基本時(shí)間，提高生產(chǎn)率，但對(duì)刀具壽命影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，最小的是背吃刀量。所以粗車時(shí)切削用量的選擇原則是：在機(jī)床功率和工藝系統(tǒng)剛性足夠的前提下，首先選擇一個(gè)盡量大的背吃刀量，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)已選定的背吃刀量、進(jìn)給量和刀具耐用度，選擇一個(gè)合理的切削速度。

2.半精車、精車時(shí)切削用量的選擇

半精車、精車時(shí)切削用量應(yīng)首先保證加工質(zhì)量為主，并兼顧生產(chǎn)率和必要的刀具壽命。

（1）背吃刀量。半精車、精車時(shí)的背吃刀量是根據(jù)加工精度和表面粗糙度要求，由粗車后留下的余量確定的。一般情況下，在數(shù)控車床上所留的精車余量比在臥式車床上的小。半精車時(shí)的背吃刀量選取a＝0.5～2.0mm；精車時(shí)選取＝0.1～0.8mm；在數(shù)控車床上進(jìn)行精車時(shí)，選取a＝0.1～0.5mm。

（2）進(jìn)給量。半精車、精車的背吃刀量較小，產(chǎn)生的切削力不大，所以加大進(jìn)給量對(duì)工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度影響較小。半精車、精車時(shí)，進(jìn)給量的選擇主要受表面粗糙度的限制。表面粗糙度越小，進(jìn)給量可選小些。

（3）切削速度。半精車、精車時(shí)，工件余量較少，而加工工件的尺寸精度、表面粗糙度要求較高。當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量太大或太小時(shí)，都使已加工表面粗糙度增大，不利于加工工件質(zhì)量的提高，而當(dāng)切削速度增大到一定值或減少到一定值以后，就不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，有利于提高加工工件的質(zhì)量。

精車時(shí)，切削速度的選擇是：為了抑制積屑瘤的產(chǎn)生，提高工件表面質(zhì)量，用硬質(zhì)合金車刀精車時(shí)，一般多采用較高的切削速度（v＞80m/min），用高速鋼車刀精車時(shí)，一般選用較低的切削速度（v﹤5m/min）。在數(shù)控車床上車削工件時(shí)，切削速度可選擇高些。

三、根據(jù)刀具材料選擇切削用量

一般刀具材料的耐熱性好，切削速度可以高些。要求工件達(dá)到較小的表面粗糙度時(shí)，切削速度的選取應(yīng)避開刀具上積屑瘤生存的速度范圍。

目前，車刀切削部分的常用材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類。

高速鋼刀具制造簡單，刃磨方便，容易通過刃磨得到鋒利的刃口，而且韌性較好，常用于承受沖擊力較大的場(chǎng)合，特別適用于制造各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形刀具和孔加工刀具，但高速鋼的耐熱性較差，因此不能用于高速切削，一般選用較低的切削速度。

硬質(zhì)合金是用鎢和鈦的碳化物粉末加鈷作為黏結(jié)劑，高壓壓制成形后再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的粉末冶金制品。硬度、耐磨性和耐熱性均高于高速鋼，但其韌性較差，承受不了大的沖擊力。切削鋼時(shí)，切削速度可達(dá)220m/min左右。因此，硬質(zhì)合金刀具可以用于高速切削。

四、根據(jù)工件材料選擇切削用量

工件材料有多種多樣。一般工件材料的強(qiáng)度、硬度高、塑性太大或太小，切削速度均應(yīng)取低些。加工帶硬外皮的毛坯，材料應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。下面舉例說明：

1.車削銅合金材料時(shí)切削用量的選擇

銅合金材料強(qiáng)度和硬度都比普通碳鋼低，切削加工性能好，屬易切削材料。車削銅合金材料的背吃刀量和進(jìn)給量與車削一般的鋼材相同。而切削速度因其比較容易切削可取大些，粗車時(shí)取v=100m/min，精車時(shí)取v=300m/min，選取時(shí)還應(yīng)考慮機(jī)床、工件、夾具、刀具工藝系統(tǒng)的剛性，剛度好可取大值，剛性差可適當(dāng)降低。

2.車削鋁、鎂合金材料時(shí)切削用量的選擇

鋁、鎂合金具有比重小，硬度低的特點(diǎn)，有良好的加工性能，導(dǎo)熱性高，切削時(shí)散熱快，切削溫度不易升高，因此，它們屬于易切削材料，為了提高生產(chǎn)效率，避開刀瘤區(qū)而獲得較小的表面粗糙度，一般盡可能的提高切削速度，常取v=150～500m/min，而背吃刀量和進(jìn)給量，與車削一般的鋼材相同。

3.車削不銹鋼材料時(shí)切削用量的選擇

不銹鋼按其化學(xué)成分可分為兩類：即鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。不銹鋼因含鉻和鎳的量不同，其機(jī)械性能有明顯差別，切削加工時(shí)選用的切削用量也隨之不同。一般可根據(jù)不銹鋼材料的硬度、刀具材料、刀具的幾何形狀和幾何角度及切削條件來選擇切削用量。如車削1Cr18Ni9Ti不銹鋼，切削用量的選擇如下：

綜上所述，合理的切削用量的選擇是在綜合考慮加工過程要求、刀具材料和工件材料等因素的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床、刀具的切削性能，達(dá)到保證加工質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本的一種切削用量選擇。采用以上層層遞進(jìn)的授課方式，使基礎(chǔ)知識(shí)得到學(xué)習(xí)和鞏固，專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)得到銜接和整合，學(xué)生易于理解和接受，收到很好的教學(xué)效果。

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