切削用量切削用量三要素
切削用量是指切削速度v c 、进给量 f （或进给速度v f ）、背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。它们的定义如下：
（一）切削速度v c
切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下
v c=( π d w n )/1000 (1-1)
式中v c ——切削速度(m/s) ；
dw ——工件待加工表面直径（mm ）；
n ——工件转速（r/s ）。
在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具
磨损最快。
（二）进给量 f
工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。
进给速度v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。
v f=fn （1-2 ）
式中v f ——进给速度（mm/s ）；
n ——主轴转速（r/s ）；
f ——进给量（mm ）。
（三）背吃刀量a p
通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。根据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可
按下式计算：
a p = （d w — d m ）/2 （1-3 ）
式中 d w ——工件待加工表面直径（mm ）；
dm ——工件已加工表面直径（mm ）。
涂层刀片
为了提高刀具（刀片）表面的硬度和改善其耐磨性、润滑性，通过化学气相沉积和真空溅射等方法，在硬质合金刀片表面喷涂一层厚度5～12μ m以下的TiC、TiN或Al 2O 3等化合物材料。
TiC 涂层刀片，硬度可达3200HV，呈银灰色，耐磨性好，容易扩散到基体与基体粘结牢固，在低速切削温度下有较高的耐磨性。
TiN 涂层刀片TiN硬度为2000HV，呈金黄色，色泽美观，润滑性能好，有较高的抗月牙洼型的磨损能力，与基体粘结牢固程度较差。
Al 2O 3 涂层刀片硬度可达3000HV，有较高的高温硬度的化学稳定性，适用于高速切削。
除上述单层涂覆外，还可TiC-TiN, TiC+TiN+Al 2O 3等二层、三层的复合涂层，其性能优于单层。
硬质合金分类
常用的硬质合金以WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类：
（1）钨钴类（WC+Co）硬质合金（YG）
它由WC和Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的YG类硬质合金（如YG3X、YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比YG3、YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。
（2）钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金（YT）
由于TiC的硬度和熔点均比WC高，所以和YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成TiO 2,可减少粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。
(3) 钨钽钴类（WC+TaC+Co）硬质合金（YA）
在YG类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于
加工铸铁和不锈钢。
（4）钨钛钽钴类（WC+TiC+TaC+Co）)硬质合金(YW)
在YT类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
什么是位置公差及其表示符号位置精度是指零件上点、线、面各要素的实际位置相对于理想位置的准确程度。位置精度是用位置公差来控制的。例如图7－22所示的圆跳动0.01mm，表示丝杠外轴φ50h5圆柱面基准线G－G作无轴向移动的回转时，在任一测量平面的径向圆跳动不得大于0.01mm。又如图7－22所示的平行度0.0035mm 表示丝杆外圆轴线在垂直方向上平行于基准轴线D的两平行平面之间距离不得大于0.007mm。国家标准GB1182-80至GB1184－80规定，位置公差有八项，其名称和符号如表7－7所示。
形状公差及其表示符号形状精度是指零件上的线、面要素的实际形状相对于理想形状的准确程度。形状精度是用形状公差来控制的。例如图7－22所示的圆度为0.0035mm表示丝杠外圆面的实际轮廓必须位于半径为公差值0.0035mm的两同心圆之间。
国家标准GB1182-80至GB1184－80规定，形状公差有六项，其符号和名称如表7－6所示
什么是尺寸公差
尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。如图7－21所示，尺寸公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或等于上偏差与下偏差之差。
例如：
最大极限尺寸＝50－0.025＝49.975mm
最小极限尺寸＝50－0.064＝49.936mm
尺寸公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸＝49.975-49.936＝0.039mm
或尺寸公差＝上偏差－下偏差＝－0.025－（-－0.064）＝0.039mm
国标GB1800－79至GB1804－79将确定尺寸精度的标准公差等级分为20级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2、……IT18表示。从IT01到IT18相应的公差数值依次加大、精度依次降低。
切削加工所获得的尺寸精度一般与使用的设备、刀具和切削条件等密切相关。尺寸精度愈高，零件的工艺过程愈复杂，加工成本也愈高。因此在设计零件时，应在保证零件的使用性能的前提下，尽量选用较低的尺寸精度。常用加工方法所能达到的表面粗糙度值
如何高速高精度孔加工
除采用CNC切削方式对孔进行精密加工外，还可采用镗削和铰削等方式对孔进行高精度加工。随着加工中心主轴的高速化，已可采用镗削工具对孔进行高速精密加工。据报道，目前在铝合金材料上进行φ40mm左右的镗削加工时，切削速度已可提高到1500m/min以上。在用CBN烧结体作切削刃加工钢材、铸铁及高硬度钢时，也可采用这样的切削速度。预计，今后镗削加工的高速化将会迅速普及推广。
为了实现镗削加工的高速化和高精度化，必须注意刀齿振动对加工表面粗糙度和工具寿命的影响。为了防止加工精度和工具寿命下降，所选用的加工中心必须配备动平衡性能优异的主轴，所选镗削刀具也必须具有很高的动平衡特性。尤其是镗削工具的刀齿部分，应选择适用于高速切削的几何形状、刀具材料及装卡方式。切削刃端部的R应较大，以利于提高加工效率；在保证获得同等加工表面粗糙度的前提下，应加大进给量。但加大进给量应适可而止，否则将增大切削阻力，不利于提高加工效率。切削刃带应设置0.1mm以下的负倒棱，这样可有效保持刀具寿命的稳定。
至于刀具材料，则视被加工材料性质而有所不同。如加工40HRC以下的钢等材料时，可选用金属瓷刀具，这种刀具在v=300m/min以上的高速切削条件下，可获得良好的加工表面粗糙度与较长的刀具寿命。涂层硬质合金刀具则适用于对60HRC以下的钢材等进行高速切削，刀具寿命非常稳定，但切削速度稍低于金属瓷刀具。
CBN烧结体刀具适用于加工高硬度钢、铸铁等材料，切削速度可达1000m/min以上，而且刀具寿命非常稳定。CBN刀齿的刃带部分应进行适当的倒棱处理，这种处理对进行稳定的高速切削和延长刀具寿命极为有利。在对铝合金等有色金属及非金属材料进行超高速切削时，可选用金刚石烧结体刀具，这种刀具切削稳定，刀具寿命也很长。应注意的是，使用金刚石刀具时，刀齿刃带必须进行倒棱处理，这是保证切削稳定的重要条件。
在铰削加工方面，目前尚未见到高速、高精度的新型刀具问世，该领域的研究开发工作似乎处于停滞不前的状态。高速铰刀迄今仍被某些特定的用户用来进行高速高精度孔加工。这种铰刀带有负前角，刚性高，断屑效果好，在高速切削条件下，可进行稳定的精密孔加工。该铰刀的特点是，采用较大的负前角和奇数刀齿，其高速切削的速度是过去的铰刀无法达到的，因此，可以说此种设计对铰刀的传统概念进行了大胆的突破，是一种高效率的铰削刀具。
加工材料切削刀片如何正确选用？（1）
目前，各种难加工材料如淬硬钢、超硬烧结金属、耐热超级合金、双金属材料等已日益广泛地应用于工业零件的制造。虽然用此类材料制造的零件可获得优异的使用性能，但同时也带来了一个难题：如何以合理的每件加工成本实现零件的最终成形加工。值得庆幸的是，如今刀具供应商已成功开发出了各种用于铣削、车削加工难加工材料的新型切削刀片，如涂层硬质合金刀片、金属瓷刀片、CBN刀片、PCD刀片等。这些新型材料刀片采用了特殊的几何形状和表面涂层，具有优异的耐磨损性能，并可承受加工过程中的机械冲击和热冲击。但是，如何在生产中合理、有效地使用这些切削刀片，还需要与掌握专业知识的刀具供应商密切配合。
由于切削刀片的成本相对较低(一般硬质合金刀片的成本仅占加工总成本的3%，CBN刀片占加工总成本的
5%～6%)，因此，为节约加工成本而一味选用较便宜的刀片实际上可能并不划算。新型材料刀片虽然价格较贵，但可以缩短加工时间，延长刀具寿命，提高产品质量，因此可能具有更好的经济性。
另一方面，脱离实际加工需要而盲目选用新型材料刀片，也可能增大加工成本(CBN刀片的价格可达硬质合金刀片的8～10倍)。此外，使用新型材料刀片时，如采用不正确的切削速度和进给率，也会影响工件加工质量和刀具使用寿命。因此，选用难加工材料切削刀片时需要正确评估加工的经济性和综合考虑整个加工工艺过程。
CBN刀片经过了强化和钝化处理，在切削硬度＞50HRC的工件材料时可有效避免崩刃现象
难加工材料切削刀片如何正确选用？（2）
加工经济性的综合权衡
选择切削刀片时，需要对整个加工任务进行评估。在可以满足工件尺寸精度和表面光洁度要求，并考虑了加工时间和刀片更换的前提下，选用价格相对较低的硬质合金刀片可以实现较好的加工经济性。通过准确了解和综合权衡生产批量、加工时间和刀片性能，就能合理选用切削刀片，达到提高生产率的加工效果。
以铣削加工材质为烧结碳化钛的燃气涡轮机叶片为例，当工件批量较小时，选用涂层硬质合金刀片也可获得较好的加工效果。在35m/min的切削速度下，硬质合金刀片的切削刃寿命仅为5～10分钟，而大批量加工难加工材料工件的合理刀片寿命一般要求达到15～30分钟。在小批量加工中，较短的刀片寿命和较频繁的更换刀片对生产率的影响并不明显；但在大批量满负荷加工中，较长的刀片寿命对于减少换刀辅助时间、降低劳动强度、提高机床利用率和生产能力则具有至关重要的意义。因此，当涡轮机叶片的加工批量较大时，选用硬度更高、价格较贵的CBN刀片可能更为合理。
为了充分发挥先进材料刀片的切削性能，还需要选用正确的进给率和切削速度。以Sandvik Coromant公司的CBN刀片为例，该刀片的切削刃经过了强化和钝化处理，在切削硬度＞50HRC的工件材料时可有效避免崩刃现象。尽管CBN刀片韧性极佳，但对切削参数的选取仍十分严格，如所选切削速度高于或低于理想值的10%，则可能大大降低刀片的切削性能。
为了实施难加工材料的切削加工，可考虑向专业刀具供应商寻求技术支持，刀具供应商可基于其它相同的加工实例提供合理的解决方案。在需要进行切削试验时，通常可采用试错(trial-and-error)方式，即首先用硬质合金刀片进行切削，然后换用新型材料刀片进行对比切削，比较不同刀片的加工效果。采用先进的刀片形状、高刚性刀柄和优化加工程序，通常可使价格较低的硬质合金刀片适合于难加工材料的切削。是否需要换用新型材料刀片，则应根据具体的加工任务及加工条件而定。对于同一大类的难加工材料，通常在切削刀片的选用上具有一定共性。
难加工材料切削刀片如何正确选用？（3）
淬硬钢的切削加工
目前，许多合金钢工件对硬度的要求越来越高。过去，工具钢的应用硬度通常为45HRC，而现在模具工业使用的工具钢已普遍要求淬硬到63HRC。为了避免热处理变形，需要对一些过去只能在热处理之前进行切削加工的模具实施完全淬硬状态下的精密铣削加工。在铣削完全淬硬钢时，产生的切削热和切削压力可能引起切削刀片的塑性变形并使刀片迅速失效。如铣削硬度为60HRC的淬硬钢(材料中的碳化物颗粒硬度可达90HRC)时，普通的涂层硬质合金刀片将发生后刀面快速磨损。
铣削硬度为60HRC的淬硬钢(材料中的碳化物颗粒硬度可达90HRC)时，普通的涂层硬质合金刀片将发生后刀面快速磨损
虽然淬硬钢不易切削，但采用硬质合金刀片仍可实现对完全淬硬钢工件的经济性加工。以航空零部件的加工为例，某大型飞机制造企业用Sandvik公司的GC1025硬质合金刀片替换原来使用的金属瓷刀片后，成功完成了对材料为淬硬的3000M钢(4340变质处理)的大尺寸锻件的二次孔加工。被加工孔的大部分加工余量已在热处理之前(材料硬度30～32HRC)切除，但为了修正热处理变形，这种大尺寸工件上的精密孔必须在工件完全淬硬后(硬度达54～55HRC)进行二次切削加工。由于被加工孔位于工件深处，特殊的工件形貌使加工相当困难，因此需要经过三次走刀切削才能达到要求的尺寸精度和表面光洁度。高硬度的材料加上断续切削方式，使原来使用的金属瓷刀片还未完成一次走刀其切削刃即崩损失效，而崩坏的刀片可能造成工件报废的危险。换用经PVD涂层的细颗粒硬质合金刀片后，刀具的韧性和锋锐性显著提高，可以顺利完成6～9次走刀切削。换用硬质合金刀片后，刀具供应商推荐将切削速度从原来的90m/min降低到53m/min，但切削深度保持不变。切削速度降低后，硬质合金刀片完成对孔的三次走刀切削需时约20分钟，而原来使用金属瓷刀具加工则需要一个多小时。更为重要的是增强了硬质合金刀片切削刃的安全性，大大减少了因刀具崩刃导致昂贵工件报废的危险。
为了获得硬质合金刀片铣削淬硬钢的合理切削参数，可进行刀具切削试验。试切时，切削速度的选取通常可从30m/min起，直至增加到45～55m/min；进给率通常为0.075～0.1mm/每齿。一般来说，采用零前角或小负前角的刀片形状比采用正前角的刀片形状强度更高。加工淬硬钢时，采用圆形硬质合金刀片也较为有利，因为圆形刀片强度较高，且外形圆钝的切削刃不易发生破损。
选择硬质合金刀片牌号时，可考虑选用高韧性牌号。此类牌号刀片的切削刃安全性较好，可承受切削淬硬钢时较大的径向切削力和剧烈的切入、切出冲击。此外，特殊设计的高温硬质合金牌号可以承受切削淬硬钢(HRC60)时产生的大量切削热。带氧化铝涂层的抗冲击硬质合金刀片也能抗击铣削淬硬钢时产生的高温。
难加工材料切削刀片如何正确选用？（4）
粉末合金的切削加工
随着粉末冶金技术的不断发展，应用于不同领域的各种超硬烧结金属(粉末合金)材料层出不穷。如某制造商开发了一种包含碳化钨(WC)或碳化钛(TiC)颗粒的复合型粉末镍合金，其硬度达到53～60HRC，镍合金基体中的碳化物颗粒硬度可达90HRC。铣削加工这种材料时，涂层硬质合金刀片很快会发生后刀面磨损，主切削刃被磨损为扁平状；材料微观结构中存在的超硬颗粒会引起“微振颤”，导致刀片加速磨损；切削工件时产生的剪切应力还可能造成硬质合金刀片碎裂。
采用CBN刀片则可较好解决含碳化钨和碳化钛颗粒的硬质粉末合金材料的切削加工问题。改进的刀片几何形状可以有效克服“微振颤”现象。某用户铣削加工复合型粉末合金工件时发现，新型CBN刀片的加工寿命比最好的硬质合金刀片提高了2000倍以上。切削试验表明，用安装了5个CBN刀片的面铣刀切削加工硬质粉末合金材料(切削速度60m/min，进给率0.18mm/每刃)，其加工效率可比放电加工(线切割)提高75%。
为了充分发挥CBN刀片的最佳性能，必须将切削参数严格控制在合理围。虽然50m/min左右的切削速度和0.1～0.15mm/每齿的进给率显得并不高，但在加工粉末合金材料时却能获得很高的生产率。通过30～60秒钟的试切，可以准确地确定最佳切削参数。试切时，可从低速切削开始，逐渐增大切削速度，直至刀片切削刃出现过度磨损为止。
加工难加工材料时，为了使刀片切削刃温度保持恒定，一般应采用干式切削。在大多数情况下，具有双负角几何形状的圆形刀具加工效果最好，且切削深度通常应控制在1～2mm。
铣削属于断续切削。加工时，硬度达60HRC或更高的工件材料对刀具持续不断的冲击将造成巨大的加工应力。因此，为了在铣削加工中提供足够高的抗冲击能力，要求加工机床和工具系统必须具有最高的刚性、最小的悬伸长度和最大的强度。
难加工材料切削刀片如何正确选用？（5）
耐热超级合金的切削加工
为航空航天工业开发的耐热超级合金(HRSAs)现在正越来越广泛地应用于汽车、医疗、半导体、发电设备等行业。除了常见的耐热超级合金牌号(如Inconel 718/625、Waspalloy、6A14V钛合金等)以外，现在又开发出了多种新型钛基合金和铝/镁基合金牌号。所有的耐热超级合金均属于难加工材料畴。
超级合金的硬度很高，某些钛合金牌号的加工硬度达到330HB。对于普通合金而言，当切削区温度高于1100℃时，材料中的分子结合链就会发生软化，并出现有利于成屑的流动区。反之，耐热超级合金优良的抗高温性能使其在切削加工全过程中均保持高硬度。
耐热超级合金被切削时还具有冷作硬化倾向，很容易造成切削刀片过早崩刃失效。切削时，工件的被切表面会生成耐磨的冷硬鳞屑层，使刀片切削刃快速磨损。
加工淬硬钢时，采用圆形硬质合金刀片也较为有利，因为圆形强度较高，切削刃不易发生破损
鉴于超级合金的难加工特性，加工时通常采用较低的切削速度。例如，用Sandvik GC2040牌号硬质合金刀片铣削超级合金Inconel 718材质刹车键的切削速度为60m/min；用Sandvik 7020 CBN刀片对Inconel 718进行外圆/端面车削的切削速度为80m/min。与此对比，用未涂层硬质合金刀片切削工具钢的切削速度一般可达120～240m/min。切削超级合金时的进给量通常与切削工具钢的进给量相当。
加工超级合金时，切削刀片的选择主要取决于被加工材料和工件类型。为了提高加工效率，加工薄壁工件时可选用具有正前角切削刃的硬质合金刀片，而加工厚壁工件时则需要选用具有负前角切削刃的瓷刀片，以增强刀片切削时的“耕犁”作用。对于大多数难加工材料，应首选干式切削，以保持刀片切削刃温度恒定。但在加工钛合金时，即使切削速度很低，也必须使用冷却液。
由于耐热超级合金在切削过程中始终保持高硬度，因此会加速切削刀片端部倒圆的磨损。采用切削刃圆钝的圆形刀片可大大提高切削刃的强度，但超级合金的冷作硬化倾向会导致刀片崩刃现象加剧。通过在连续多次走刀时改变切削深度，可使刀片避开工件表面形成的冷作硬化层，从而减少刀片崩刃，延长切削刃的工作寿命。一次走刀的切深变化量可为7.6mm，后序切削的切深变化量可为3.2mm和2.5mm。
难加工材料切削刀片如何正确选用？（6）
双金属材料的切削加工
双金属材料的构成是将较硬的材料置于选定的易磨损部位，然后在周围环绕(或混合)其它较软的合金材料。双金属材料在汽车工业及其它行业的应用越来越广泛，同时也带来了特殊的加工难题。CBN刀片可以高效切削硬度大于50HRC的硬合金，但在切削双金属材料中的软合金时却可能发生碎裂。PCD刀片能够切削加工耐磨铝合金，但在切削铁族金属材料时则容易发生过度磨损。
为了实现双金属材料的高效加工，需要用户、刀具供应商和机床制造商共同开发精确的切削加工程序。例如，某种双金属材料是将高硬度的复合型粉末合金通过热均衡压制工艺嵌入价格便宜的316不锈钢基体中制成。加工时，需要编制螺旋插补刀轨程序并输入机床控制系统，以优化的进给量和切削速度首先加工粉末合金材料部位，然后再加工基体部分。
为了高效加工由铝合金和铸铁气缸垫组合构成的双金属气缸体，汽车制造商必须同时克服铝合金的耐磨性和铸铁的高硬度。由于较硬的铸铁气缸垫(易磨损部位)与较软的铝合金缸体难以隔离，因此不宜采用分别加工方式。但是，通过合理编制机床加工程序，采用极低的切削速度和极小的切削深度，可使耐磨损PCD刀片能够同时加工铝合金和铸铁两种材料，从而避免了在加工过程中频繁换刀。
高速切削技术有何特点？
高速切削针对不同金属材料的工件，当切削速度到达某一特定值时，切削温度不但不会升高反而会降低，产品的质量也会改善，生产效率也会大幅度提高。
高速切削与加工材料、加工方式、刀具及切削参数等有很大的关系。一般认为，高速切削的切削速度是常规切削速度的5～10倍，铝合金1 500～5 500m/min；铜合金900～5 000m/min；钛合金100～1 000m/min；铸铁750～4 500m/min；钢600～800m/min。各种材料的高速切削进给速度围为2～25m/min。
高速切削之所以得到工业界越来越广泛地应用，是因为它相对传统加工具有显著的优越性，具体说来有以下特点：
1.可提高生产效率
高速切削加工允许使用较大的进给率，比常规切削加工提高5～10倍，单位时间材料切除率可提高3～6倍。当加工需要大量切除金属的零件时，可使加工时间大大减少。
2.降低了切削力
由于高速切削采用极浅的切削深度和窄的切削宽度，因此切削力较小，与常规切削相比，切削力至少可降低30%，这对于加工刚性较差的零件来说可减少加工变形，使一些薄壁类精细工件的切削加工成为可能。
3.提高了加工质量
因为高速旋转时刀具切削的激励频率远离工艺系统的固有频率，不会造成工艺系统的受迫振动，保证了较好的加工状态。由于切削深度、切削宽度和切削力都很小，使得刀具、工件变形小，保持了尺寸的精确性，也使得切削破坏层变薄，残余应力小，实现了高精度、低粗糙度加工。
从动力学角度分析频率的形成可知，切削力的降低将减小由于切削力产生的振动(即强迫振动)的振幅；转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的固有频率，避免共振的发生；因此高速切削可大大降低加工表面粗糙度，提高加工质量。
4.加工能耗低，节省制造资源
由于单位功率的金属切除率高、能耗低以及工件的在制时间短，从而提高了能源和设备的利用率，降低了切削加工在制造系统资源总量中的比例，符合可持续发展的要求。
5.简化了加工工艺流程
常规切削加工不能加工淬火后的材料，淬火变形必须进行人工修整或通过放电加工解决。高速切削则可以直接加工淬火后的材料，在很多情况下可完全省去放电加工工序，消除了放电加工所带来的表面硬化问题，减少或免除了人工光整加工。
由于高速切削的特点决定了高速切削可以节省切削液、刀具材料和切削工时，从而可极大限度地节约自然资源和减少对环境的污染，提高生产率和产品质量，因此，高速切削在工业生产尤其是规模较大的汽车企业和与之相关的模具制造业上的应用具有“燎原”之势。
影响材料可切削性首要因素是什么？
钢的化学成分很重要：钢的合金成分越高，就越难加工；当碳含量增加时，金属切削性能就下降。
钢的结构对金属切削性能也非常重要。不同的结构包括：锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过的。锻件和铸件有非常难于加工的表面。
硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。一般规律是钢越硬，就越难加工。高速钢(HSs)可用于加工硬度最高为330—400 HB的材料：高速钢+钛化氮(T i N)涂层，可加工硬度最高为45HRC的材料；而对于硬度为65—70lHRC的材料，则必须使用硬质合金、瓷、金属瓷和立方氮化硼(CBN)。
非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。
例如A l 203氧化铝)，它是纯瓷，有很强的磨蚀性。
最后一个是残余应力，它能引起金属切削件能问题。常常推荐存粗加工后进行应力释放工序。
切削用量如何合理选择？
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。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。
一制订切削用量时考虑的因素
1. 切削加工生产率
在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。
2. 刀具寿命
切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。
3. 加工表面粗糙度
精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。
二刀具寿命的选择原则
切削用量与刀具寿命有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
选择刀具寿命时可考虑如下几点：
1. 根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。
2. 对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。
3. 对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。
4. 车间某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些；当某工序单位时间所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。
5. 大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
三切削用量制定的步骤
1. 背吃刀量的选择
2. 进给量的选择
3. 切削速度的确定
4. 校验机床功率
四提高切削用量的途径
1. 采用切削性能更好的新型刀具材料；
2. 在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性；
3. 改善冷却润滑条件；
4. 改进刀具结构，提高刀具制造质量。
机械加工表面粗糙度及其影响因素有哪些？
加工表面几何特性包括表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理几个方面。表面粗糙度是构成加工表面几何特征的基本单元。用金属切削刀具加工工件表面时，表面粗糙度主要受几何因素、物理因素和机械加工工艺因素三个方面的作用和影响。(1)几何因素从几何的角度考虑.
(1)几何因素
从几何的角度考虑，刀具的形状和几何角度，特别是刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角和切削用量中的进给量等对表面粗糙度有较大的影响。
(2)物理因素
从切削过程的物理实质考虑，刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，严重恶化了表面粗糙度。在加工塑性材料而形成带状切屑时，在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤。它可以代替前刀面和切削刃进行切削，使刀具的几何角度、背吃刀量发生变化。积屑瘤的轮廓很不规则，因而使工件表面上出现深浅和宽窄都不断变化的刀痕。有些积屑瘤嵌入工件表面，更增加了表面粗糙度。
切削加工时的振动，使工件表面粗糙度参数值增大。
(3)工艺因素
从工艺的角度考虑其对工件表面粗糙度的影响，主要有与切削刀具有关的因素、与工件材质有关的因素和与加工条件有关因素等。
切削不锈钢时怎样选择刀具材料
合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的切削特点，要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的刀具材料有高速钢和硬质合金。
高速钢的选择：高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要，采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。
在相同的车削条件下，用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2工件，刀具刃磨一次加工的件数分别为2～3件和12件，用95w18Cr4V的刀具耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量，从而增加了钢中碳化物含量，常温硬度提高2HRC红硬性更好，600℃时由W18Cr4V的HRC48.5上升到HRC51～52，耐磨性比W18Cr4V提高2～3倍。
应用高钒高速钢W12Cr4V4Mo制作型面铣刀加工1Cr17Ni2可以获得较高的刀具耐用度。因为含钒量增加，可在钢中形成硬度很高的VC，细小的VC存在于晶介，可以阻止晶粒长大，提高钢的耐磨性；W12Cr4V4Mo的红硬性很好，600℃时硬度可达HRC51.7，因此适合于制作切削不锈钢的各种复杂刀具。但其强度(sb=3140 MPa)及冲击韧性(ak=2.5 J/cm3)略低于W18Cr4V，使用时要稍加注意。
随着刀具制作技术的不断发展，对于批量大的工件，采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。硬质合金的选择：YG类硬质合金的韧性较好，可采用较大的前角，刀刃也可以磨得锋利些，使切削轻快，且切屑与刀具不易产生粘结，较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时，YG类合金的这一优点更为重要。另外，YG类合金的导热性较好，其导热系数比高速钢高将近两倍，比YT类合金高一倍。因此YG类合金在不锈钢切削中应用较多，特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。
较长时期以来，一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌号的硬质合金作为切削不锈钢的刀具材料，但均不能获得较理想的效果；采用新牌号硬质合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等，切削不锈钢可获得较好的效果。而用813牌号硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢效果很好，因为813合金既具有较高的硬度(≥HRA91)、强度(sb=1570MPa)，又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性，其组织致密耐磨性好。
中国西部科技
２０１０年０１月（下旬）第０９卷第０３期 总 第２００期
硬质合金高速切削铝合金时刀具材料 和切削用量的选择
刘楚玉 熊建武 周 进
（湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 ４１２００１） 摘 要：硬质合金是切削有色金属的主要刀具材料之一。本文阐述了硬质合金高速切削加工铝合金时硬质合金刀具材 料、切削用量的选择。 关键词：硬质合金；铝合金；高速切削；刀具材料；切削用量 The Choice of Cutting-tool Material of Cemented Carbide and Cutting Dosage When Aluminum Metal Alloy Be High-speed Cutted with Cemented Carbide LIU Chu-yu ，XIONG Jian-wu ，ZHOU Jin (Hunan Railway Professional-Technology College,Hunan 412001,China) Abstract:The cemented carbide is one kind of cutting-tools to cut the color metals.This paper elaborated the characteristic of cemented carbide cutting-tools,the choice of cutting-tool material of cemented carbide and cutting dosage when aluminum metal alloy be high speed cutted with cemented carbide. Key words:Cemented carbide;The aluminum alloy;High speed cutting;Cutting-tool material;Cutting dosage
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Ｋ类和Ｍ类硬质合金刀具适合于高速切削加工铝合金
磨性、抗弯强度和抗崩刃性，而且高温硬度也将提高。超 细晶粒硬质合金比同样成分的普通硬质合金的硬度可提高 ２ＨＲＡ以上，抗弯强度可提高６００～１５００ＭＰａ。超细晶粒硬质 合金含ｗ（Ｃ）为９％～１５％，硬度达到９０～９３ＨＲＡ，抗弯强度 Ｏ 达２０００～３５００ＭＰａ。早期，超细晶粒多用于Ｋ类合金，近年 来Ｍ类和Ｐ类也向晶粒细化方向发展。目前，各国都研制出 了多种牌号的细晶粒和超细晶粒硬质合金。我国生产的细 晶粒硬质合金有ＹＳ２、ＹＭ０５１及ＹＤ０５等牌号。株洲硬质合金 厂等企业对超细晶粒硬质合金也实现了批量生产。 ＩＳＯ（国际标准化组织）将切削用硬质合金分为三类： ①Ｋ类，包括Ｋ１０～Ｋ４０，相当于我国的ＹＧ类（主要成分为 ＷＣ－Ｃ Ｏ）。②Ｐ类，包括Ｐ０１～Ｐ５０，相当于我国的ＹＴ类（主要 成分为ＷＣ－ＴＩＣ－ＣＯ）。③Ｍ类，包括Ｍ１０～Ｍ４０，相当于我国的 ＹＷ类（主要成分为ＷＣ－ＴＩＣ－ＴａＣ（ＮｂＣ）－Ｃ）。 Ｏ １．２ 硬质合金刀具的特性 与其他刀具相比，硬质合金刀具的特性如下：（１）高 硬度：硬质合金刀具是由硬度和熔点很高的碳化物（称硬 质相）和金属粘结剂（称粘接相）经粉末冶金方法而制成 的，其硬度达８９～９３ＨＲＡ，远高于高速钢，在５４００Ｃ时硬度仍 可达８２～８７ＨＲＡ，与高速钢常温时硬度（８３～８６ＨＲＡ）相同。 硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量、粒度和金属粘 接相的含量而变化，一般随粘接金属相含量的增多而降 低。（２）抗弯强度和韧性：常用硬质合金的抗弯强度在 ９００～１５００ＭＰａ范围内。金属粘接相含量越高，则抗弯强度 也就越高。硬质合金是脆性材料，常温下其冲击韧度仅为 高速钢的１／３０～１／８。（３）导热系数：由于ＴｉＣ的导热系数
１．１ 硬质合金刀具的种类 按主要化学成分区分，硬质合金可分为碳化钨基硬质 合金和碳（氮）化钛（ＴｉＣ（Ｎ））基硬质合金。碳化钨基硬 质合金包括钨钴类（ＹＧ）、钨钴钛类（ＹＴ）和添加稀有碳 化物类（ＹＷ）三类，它们各有优缺点，主要成分为碳化钨 （ＷＣ）、碳化钛（ＴｉＣ）、碳化钽（ＴａＣ）、碳化铌（ＮｂＣ） 等 ， 常 用 的 金 属 粘 接 相 是 ＣＯ。 在 ＹＴ类 硬 质 合 金 中 加 入 ＴａＣ（ＮｂＣ）可提高其抗弯强度、疲劳强度、冲击韧度、高温 硬度、高温强度、抗氧化能力和耐磨性。常用牌号有ＹＷ１和 ＹＷ２（ 国 际 上 为 Ｍ类）。ＹＷ类合金兼具ＹＧ、ＹＴ类合金的性 能，综合性能好，它既可用于加工钢料，又可用于加工铸 铁和有色金属，常被称为通用合金。碳（氮）化钛基硬质 合金是以ＴｉＣ为主要成分（有些加入了其他碳化物或氮化 物）的硬质合金，常用的金属粘接相是ＭＯ 和Ｎｉ。 按晶粒大小区分，硬质合金可分为普通硬质合金、细 晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金。硬质合金晶粒细化 后，硬质相尺寸小，增加硬质相晶粒表面积、晶粒间的结 合力，粘接相更均匀地分布在其周围，可以提高硬质合金 的硬度与耐磨性；如果适当提高钻含量，还可以提高抗弯 强度。超细晶粒硬质合金是由晶粒极小的ＷＣ粒子和Ｃ粒子构 Ｏ 成，是一种高硬度、高强度兼备的硬质合金，它具有硬质 合金的高硬度和高速钢的强度。普通硬质合金晶粒度为３～ ５μｍ，一般细晶粒硬质合金的晶粒度为１．５μｍ左右，亚微 细粒合金为０．５～１μｍ，而超细晶粒硬质合金ＷＣ的晶粒度在 ０．５μｍ以下。晶粒细化后，不但可以提高合金的硬度、耐
收稿日期：２００９－１２－１４ 修回日期：２０１０－０１－０５ 基金项目：２００６年湖南省高等学校研究项目（编号０６Ｄ０６２）和湖南铁道职业技术学院课题（编号Ｋ２００６０１６）资助。 作者简介：刘楚玉（１９６５－），男，湖南株洲籍，本科，讲师、高级技师，研究方向为机械设计与制造。 熊建武（１９６４－），男，湖南安化籍，工学硕士，教授、高级工程师，研究方向为机械设计与制造。
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加工中心常用刀具参数(普通机） 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d32r5 1900 1500 1800 0.6 1300 d25r5 2100 1300 1500 0.6 1200 d20r5 2200 1100 1300 0.5 800 d16r0.5 2400 1000 1100 0.4 800 d12r0.5 2600 800 1000 0.35 600 d10r0.5 2800 700 800 0.35 600 d8r0.5 3000 600 600 0.3 500 d6r0.5 3200 450 500 0.25 400 d12 2800 800 1000 0.35 600 d10 2800 700 800 0.35 600 d8 3000 600 600 0.3 500 d6 3200 450 500 0.25 400 d4 3500 300 400 0.2 400 d12r6 3200 800 1000 0.3 600 d10r5 3600 700 800 0.25 600 d6r3 4000 450 500 0.2 400 d4r2 4800 300 400 0.15 400 d2r1 5600 250 300 0.1 300 d1r0.5 6800 200 200 0.08 250 加工中心常用刀具参数(高速机) 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d16r0.5 6500 1000 1100 0.35 800 d12r0.5 7000 800 1000 0.3 600 d10r0.5 7500 700 800 0.3 600 d8r0.5 8000 600 600 0.3 500 d6r0.5 8500 450 500 0.2 400 d12 7000 800 800 0.35 600 d10 7500 600 650 0.3 600 d8 8000 500 600 0.3 500 d6 10000 350 400 0.25 400 d4 12000 200 300 0.2 300 d2 14000 150 250 0.15 250 d1 16000 150 200 0.1 200 d0.8 21000 100 150 0.06 200 d12r6 8500 600 800 0.25 600 d10r5 8800 500 650 0.2 600 1
刀具切削用量的选用 刀具切削用量的选用 所谓切削用量是指切削速度、进给速度（进给量）和吃刀量三者的总称。 1、切削用量的选用原则 粗加工时，根据刀具切削性能选择；精加工时，根据零件的加工精度和表面质量选择。 合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床的性能，在保证加工质量的前提下，获得高生产率和低加工成本的切削用量。不同的加性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择切削用量时，考虑的侧重点也有所区别。 粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿命。因此，选择切削用量时应首先选择尽可能大的被吃刀量a；其次，根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f；最后根据刀具寿命要求，确定适合的切削速度v 。 精加工时，首先根据粗加工的余量确定被吃刀量 a ；其次，根据已加工表面的粗糙度要求，选取合适的进给量f；最后在保证刀具寿命的前提下，尽可能选取较高的切削速度v 。 2、切削用量的选取方法 平行于铣刀轴线的吃刀量为被吃刀量，垂直于铣刀轴线的吃刀量为侧吃刀量（a ）。 （1）被吃刀量a 的选择粗加工时，除留下精加工余量外，一次走到尽可能切除全部余量。在加工余量过大、工艺系统刚性较低、机床功率不足、刀具强度不够等情况下，可分多次走刀。切削表面有硬皮的的铸件时，应尽量使 a 大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。 精加工的加工余量一般较小，可一次切除。 在中等功率机床上，粗加工的被吃刀量可达8~10mm；半精加工的被吃刀量取0.5~5mm；精加工的被吃刀量取0.2~1.5mm。 （2）进给速度（进给量）的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及
CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用C AD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 3)镗削刀具； 4)铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： 1)刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； 2)互换性好，便于快速换刀； 3)寿命高，切削性能稳定、可靠； 4)刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 5)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择
重型车床刀具及切削用量的选择 1.引言 重型机械加工行业的特点是被加工件的尺寸很大，重量很重（有的可达上百吨），因此重型加工用卧式车床的回转直径可达到6米，立式车床更可达到10余米。与普通切削加工相比，由于重型切削加工具有切削深度大、切削速度低、进给速度慢等特点，因此其加工工艺与普通的机械切削加工工艺有很大不同，这些工艺问题包括刀具的选择、刀具的安装、切削用量的选择以及工件的装夹等各个方面。本文对重型车床切削加工不同加工阶段的特点分别作如下论述。 2.刀具的选择 机械加工中常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金、立方氮化硼（cbn）、陶瓷等。由于重型切削的特点（切削深度大，余量不均，表面有硬化层），刀具在粗加工阶段的磨损形式主要是磨粒磨损。由于切削温度高，尽管切削速度处于积屑瘤发生区，但高温可以使切屑与前刀面的接触部位处于液态，减小了摩擦力，抑制了积屑瘤的生成，所以刀具材料的选择应要求耐磨损、抗冲击，刀具涂层后硬度可达80hrc，具有高的抗氧化性能和抗粘结性能，因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。硬质合金涂层具有较低的摩擦系数，可降低切削时的切削力及切削温度，可以大大提高刀具耐用度（涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1倍）等优点，但由于涂层刀片的锋利性、韧性、抗剥落和抗崩刃性能均不及未涂层刀片，故不适用高硬度材料和重载切削的粗加工。陶瓷类刀具硬度高，但抗弯强度低，冲击韧性差，不适用于余量不均的重型切削，cbn刀具同样也存在这个问题。综合以上分析，只有硬质合金刀具适合于重型切削的粗加工。硬质合金分为钨钴类（yg）、钨钴钛类（yt）和碳化钨类（yw）。加工钢料时，由于金属塑性变形大，摩擦剧烈，切削温度高，yg类硬质合金虽然强度和韧性较好，但高温硬度和高温韧性较差，因此在重型切削中很少应用。与之相比，yt类硬质合金刀具适于加工钢料，由于yt类合金具有较高的硬度和耐磨性，尤其是具有高的耐热性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力也很好，在加工钢料时刀具磨损较小，刀具耐用度较高，因此yt类硬质合金是重型加工时较常用的刀具材料。然而在低速切削钢料时，由于切削过程不太平稳，yt类合金的韧性较差，容易产生崩刃，而且在加工一些高强度合金材料时，它的耐用度下降很快，无法满足使用要求。如电站用机械产品工作于高温、高压、高转速的环境中，对材料（如26cr2ni4mov、mn18cr18）机械性能的要求非常高；而一些高硬度轧辊，表面硬度在淬火后可达hs90，yt类刀具在加工此类产品时就无法胜任，在这种情况下应选用yw类刀具或细晶粒、超细晶粒合金刀具（如643等）。细晶粒合金的耐磨性好，更适用于加工冷硬铸铁类产品，效率较yw类刀具可提高一倍以上。 精加工阶段同样要求刀具耐磨损，但是精加工阶段的磨损形式是以粘蚀磨损为主，这时的切削速度虽然有了很大提高（可达到40m/r），但由于工件材质等原因，仍然会产生积屑瘤，当积屑瘤增长到一定高度时会从刀具上剥离，将接触部位的刀具材料带走一部分，形成刀具的磨损。同时，剥离的积屑瘤会扎进工件表面，形成硬点，降低加工表面质量。因此，如果精加工时仍然采用普通硬质合金刀具，则刀具磨损非常快，换刀次数增多，不仅影响加工效率，也易在工件表面形成接刀痕迹，影响外观质量。解决这个问题的办法就是改变刀具材料。在实际加工中发现涂层刀具比较适合重型切削的精加工，刀具的涂层减小了切屑与刀面间的摩擦，减少了积屑瘤的发生，降低了刀具的磨损，延长了刀具的寿命。实际加工中，我们采用瓦尔特公司的涂层硬质合金刀片，在加工45cr4nimov支撑辊时，刀具耐用度提高了一倍；但使用陶瓷刀具未达到预期效果，当切削速度达到100m/min时，刀片的磨损显著加快，这是因为陶瓷刀具与金属材料之间由于亲和作用加剧了刀具的磨损。高速钢刀具在精加工阶段得到了广泛的应用，由于高速钢刀具的锋锐性较好，经常用于精加工阶段的光整工序以去除微小余量，目前来看，其它刀具还无法完全取代高速钢刀具的作用。 3.刀具角度的选择
熊建武周进陈湘舜 （湖南铁道职业技术学院机电工程系，湖南株洲 412001） 摘要：金刚石是切削有色金属的优选刀具材料。本文阐述了金刚石刀具材料的特性，切削加工铝合金时PCD刀具材料粒度和复合片厚度、几何角度、切削用量的选择。 关键词：金刚石；刀具材料；粒度；切削用量；选择 The Choice of the Material and the Cutting Parameter when Aluminum Alloy Cutted by Diamond Cutting-tools XIONG Jian-wu,ZHOU Jin,CHEN Xiang-shun (Department of Machine and Electricity Enginerring,Hunan Railway Professional-Technology College,Zhuzhou 412001 China) Abstract：Diamond is the best material of cutting-tools to cut nonferrous metals.This paper discussed the specific property of diamond cutting-tools,the choice of the size and thickness of PCD cutting-tools,the choice of degree of cutting-tools and cutting parameter,when the aluminum alloy cutted by diamond cutting-tools. Key words：diamond;material of cutting-tools;size;cutting parameter;choice 1 金刚石刀具材料的特性适合于切削加工铝合金 金刚石的热稳定性比较差，切削温度达到8000C时，其硬度就会大大降低。金刚石刀具不适合于加工钢铁类材料，因为，金刚石与铁有很强的化学亲合力，在高温下铁原子容易与碳原子相互作用使其转化为石墨结构，刀具极容易损坏。金刚石刀具主要适合于加工非金属材料、有色金属及其合金。采用单晶金刚石刀具，在超精密车床上可实现镜面加工。 单晶金刚石刀具是目前超精密切削加工领域中最主要的刀具，其刃口可磨得非常锋利，刃口钝圆半径可达20～30nm，加工工件表面粗糙度极小，可达Ra为0.01μm的镜面水平，且刀具寿命很高，刃磨一次可以使用几百个小时。目前，单晶金刚石刀具广泛应用于加工计算机磁盘基片、录像机磁鼓、激光反射镜、各种天文望远镜、显微镜、光学仪器。 聚晶金刚石（PCD）刀具主要用于加工耐磨有色金属及其合金和非金属材料，与硬质合金刀具相比，能在很长的切削过程中保持锋利刃口和切削效率，使用寿命远远高于硬质合金刀具。PCD刀具应用领域分布为：车削占37.6％、镗削占27.1％、面铣占20％、铰削占14.1％、钻削占1.2％。目前，PCD刀具已经广泛应用于汽车、摩托车、航空航天工业、国防工业中一些难加工的有色金属及其合金零部件的高速精密加工。据统计，在PCD刀具的使用领域中，汽车、摩托车占53%，飞机占10%，木材及塑料加工占26%，其他占11％。
刀具的切削三要素与加工效率 众说周知，提高加工效率时，提高切削三要素（切削线速度，吃刀深度，进给量）是最简单、最直接的方法。但刀具切削三要素的提高，一般会受到现有机床设别条件的限制。所以最廉价的办法就是选好刀具材质。 在切削三要素的确定法则：依次确定吃刀深度，进给量以及切削线速度。吃刀深度一般根据加工余量确定，粗加工进给量根据机床功率确定，精加工进给量根据表面粗糙度确定；切削线速度根据刀具材质和机床主轴转速确定。 从提高加工效率的角度来考虑，增加切深恐怕是非常值得考虑的一个方法。其重要原因之一，是实验表明，切削深度一旦等于进给的10倍，再增加切深对刀具耐用度的影响将极小。而如果是提高切削速度，改变切削速度会使刀具耐用度以近两倍的速度变化；如果改变进给，也可使刀具耐用度有大致相等的改变。因此，在我们大批量生产模式的毛坯还不能实现所谓“净尺寸化”的时候，提高切深是既能实现高效率的生产节拍，又不致使刀具费用大幅度上升的一个两全其美的选择。 立方氮化硼刀具的切削参数误区，大家一致认为立方氮化硼刀具只局限于高速切削，只能精加工。立方氮化硼刀具应用于粗加工领域的案例如下： 1，加工灰铸铁 BN-S20牌号立方氮化硼刀具在粗加工灰铸铁时遇到夹砂，白口不崩刃！吃刀深度为2-3.5mm（根据实际加工余量），寿命是日本某品牌硬质合金刀具的15倍，效率提高1倍！
3，高锰钢，高铬铸铁，冷硬铸铁等难加工铸件。 铸件表面夹砂、气孔较多，原来 用硬质合金刀具加工，容易崩刃造成 刀具损耗严重加工成本高且效率低 下。 用BN-S20牌号整体式CBN刀具 加工，参数如下： 吃到深ap=2-3.5mm；走刀量 Fr=0.25mm/r；线速度v=85m/min 。 刀具耐用度:3小时/刃口。 随着立方氮化硼刀具方面的研究进展和加工中的实际需要，从原来的高速精加工，发展到可断续，可粗加工半精加工，亦可在普通机床中应用；使用成本也更经济实惠。
数控加工中刀具的选择原则和切削用量 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-3-9 0:57:41 发布人：admin 减小字体增大字体 摘要:现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。 关键词:数控技术;机械加工;刀具选择 一、科学选择数控刀具 1、选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。 2、选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。 二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该
金属基本原理及刀具习题 一. 填空题 1.普通外圆车刀的刀头是由（ 3 ）个面（2 ）个刃（1 ）个尖组成的。 2.正交平面参考系由3各平面组成，分别是（切削平面）、（基面）、（正交平面）。 3.标注刀具角度时，静止状态所指的三个假设条件分别是：1.（进给速度为零）2.（刀尖 与工件中心线等高）3.（刀杆安装成与工件中心线平行或垂直）。 4.静止状态下定义的刀具角度称为刀具的（标注）角度，它是刀具设计、制造、测量的 依据。 5.组成普通外圆车刀的三个平面应标注的6个独立角度分别是：（γo、αo、κr、λs 、 αoˊ、κrˊ）。 6.在车刀的6各独立角度中，（γo、λs）确定前刀面的方位；（αo、κr）确定后刀面 的方位；确定副后刀面方位的角度是（αoˊ、κrˊ）。 7.在车削多头螺纹或大螺距螺纹时，因（纵向进给量）值较大，则必须考虑由此引起的角 度变化对加工过程的影响。 8.在车床上用切断刀切断时，越到工件中心，刀具的前角越大，后角越（小）。 9.在车床上车外圆时，刀尖相对于工件中心线安装的越高，车削半径越小，车刀的工作后 角就越（小）。 10.按整体结构，车刀可以分为四种：（整体式）、（焊接式）、（机夹式）、（可转位式）。 11.在机床上加工零件时，最常用的刀具材料是（高速钢）、（硬质合金）。 12.积屑瘤是在（中等偏低）切削速度加工（塑性）材料条件下的一个重要物理现象。 13.由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推倒的计算切削力的理论公式与 实际差距较大，故在实际生产中常用（经验公式）计算切削力的大小。 14.在切削塑性材料时，切削区温度最高点在前刀面上（距离刀尖有一定距离）处。 15.刀具的磨损形态包括（前刀面磨损或月牙洼磨损）、（后刀面磨损）、（边界磨损）。 16.切削用量三要素为（切削速度υC）、（进给量f）、（背吃刀量ap）。 17.切削运动一般由（主运动）和（进给运动）组成。 18.切削层参数包括：（切削厚度）、（切削宽度）、（切削面积）。 二.选择题 单选 1.在正交平面内测量的基面与前刀面的夹角为（A）。 A前角；B后角；C主偏角；D刃倾角； 2.刃倾角是主切削刃与（B ）之间的夹角。 A切削平面；B基面；C主运动方向；D进给方向； 3.背吃刀量是指主刀刃与工件切削表面接触长度（D ）。 A在切削平面的法线方向上测量的值；B在正交平面的法线方向上测量的值； C在基面上的投影值；D在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值； 4.切削塑性材料时，切削区温度最高点在（B ）。 A刀尖处；B前刀面上靠近刀刃处；C后刀面上靠近刀尖处；D主刀刃处； 5.车削加工时，车刀的工作前角（D）车刀标注前角。 A大于；B等于；C小于；D有时大于，有时小于； 6.在背吃刀量ap和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（C ）。
夹具、刀具的选择及切削用量的确定 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、夹具的选择、工件装夹方法的确定 1．夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 2．夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。
3．零件的安装品质新空间 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点： 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 二、刀具的选择及对刀点、换刀点的设置 1．刀具的选择 与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。（1）车削用刀具及其选择数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 1）尖形车刀尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。2）圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点：一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上
技师评审论文 专业：数控车工 浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定 姓名：刘胜华 班级：074101 学号：07 指导老师：陈兵 单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002 2010-3-17
浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定【摘要】：在切削加工中不仅要确定刀具的几何参数，还需选择切削用量的参数。本文从加工零件的形状入手简单的讨论了数控加工中刀具的选择，从零件的加工质量和刀具的耐用度入手简单的讨论了切削用量的选择。在切削深度A p和进给量F c初步选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本也有很大的影响。 【关键词】：数控加工；刀具选择；切削用量等。 无论在普通车床加工还是在数控加工中，刀具选择和切削用量的确定不仅影响加工效率，而且直接影响零件加工精度和表面粗糙度。现在我们使用的许多机械设计与制造软件都提供自动编程功能，只要选择好所用的刀具、切削用量等有关的加工参数，就可以自动生成程序并传输至数控机床完成其加工。这与普通车床的加工形成鲜明的对比，也是最大的不同点。因此，本文在数控编程中必须面对的刀具如何选择和切削如何用量确定问题进行了论述。 一、数控加工常用刀具材料的类型及性能
数控加工刀具必须适应数控机床高速旋转、高效率的特点，还需有较好的工艺性、经济性。工具钢还应具有比较好的热处理工艺性。在选择刀具材料时，很难找到各方面都很好的，因为材料硬度与韧性之间、综合性能和刀具价格之间都是相互制约的。 ㈠、数控刀具的分类有多种方法具体如下。 1、根据结构可分为：整体式、镶嵌式。 2、根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、陶瓷刀具等。 3、从切削工艺上可分为：车削刀具、钻削刀具、铣削刀具等。 各类常用刀具材料的物理力学能如表1： 表1各类常用刀具材料的物理力学性能 材料种类相对 密度 硬度 H R C 抗弯 能力 冲击 韧度 导热 率 耐热 性 切削速度 大体比值 碳素钢7.6-8 .1 60-6 5 2.16-----41.8 7 200- 250 0.32-0.4 合金7.5-760-6 2.35----41.8300-0.48-0.6
一．常用刀具参数使用： 1．加工铸铁（球墨铸铁线速度放慢约20-30%，进给放慢约20%）： 刀具名称线速度m/分每齿或每转进给mm 切削深度mm 肯纳125M750粗面铣刀188m 0.21 5 肯纳精铣125面铣刀188m 0.28 0.2 粗镗刀300m 0.4 5 半精镗刀300m 0.5 2.5 精镗刀300m 0.17 0.2 CBN刀片精镗刀600m 0.17 0.2 SANDVIK 880U钻200m-300m 0.12 普通U钻140m 0.1 整体硬质合金钻90m-130m 0.3 SE钻90m 0.3 高速钢钻头20-25m 0.2 氮化钛丝锥25m 氮碳化钛丝锥35m 普通无涂层丝锥10m 整体硬质合金铣刀50-80m 0.08 0.5XDc SANDVIK M390方肩铣刀150m-180m 0.05 0.3XDc 高速钢铣刀15-20m 0.06 0.3XDc 整体硬质合金铰刀20-25m 0.1 高速钢铰刀5m 0.08 中心钻倒角刀150m 0.1-0.2 0.3X刀片宽度2．加工钢件（根据毛坯材质硬度线速度和进给应适度调整）： 刀具名称线速度m/分每齿或每转进给mm 切削深度mm 肯纳M45 125面铣刀（粗铣）175m 0.22 3 肯纳M45 125面铣刀（精铣）188m 0.25 0.2 粗镗刀250m 0.2 3 半精镗刀280m 0.4 2.5 精镗刀300m 0.17 0.2 SANDVIK 880U钻180m-260m 0.06 普通U钻100m 0.1 整体硬质合金钻80m 0.12 SE钻90m 0.3 高速钢钻头15-20m 0.2 氮化钛丝锥20m 氮碳化钛丝锥25m 普通无涂层丝锥5-8m 整体硬质合金铣刀50-70m 0.08 0.5XDc SANDVIK 方肩M390铣刀130m 0.05 0.3XDc 高速钢铣刀10-15m 0.06 0.3XDc 整体硬质合金铰刀15-20m 0.1 高速钢铰刀5m 0.08 中心钻倒角刀130m 0.1-0.2 0.3X刀片宽度
切削原理、刀具角度练习题 一、是非题 1、计算车外圆的切削速度时，应按照已加工表面的直径数值进行计算。（） 2、铣床的主运动是间歇运动而刨床的主运动是连续运动。（） 3、刀具前角的大小，可以是正值，也可以是负值，而后角不能是负值。（） 4、刀具的主偏角具有影响切削力、刀尖强度、刀具散热及主切削刃平均负荷的作用。（） 5、车槽时的切削深度（背吃刀量）等于所切槽的宽度。（） 6、金属的切削过程也是形成切屑和已加工表面的过程。（） 7、精加工相对于粗加工而言，刀具应选择较大的前角和较小的后角。（） 8、积屑瘤对切削加工总是有害的，应尽量避免。（） 9、刃倾角的作用是控制切屑的流动方向并影响刀头的强度，所以粗加工应选负值。（） 10、切削加工中，常见机床的主运动一般只有一个。（） 11、工艺系统刚性较差时（如车削细长轴），刀具应选用较大的主偏角。（） 二、选择题 1、扩孔钻扩孔时的背吃刀量（切削深度）等于（） A扩孔前孔的直径 B扩孔钻直径的1/2 C扩孔钻直径 D扩孔钻直径与扩孔前孔径之差的1/2 2、在切削平面内测量的角度有（） A前角和后角 B主偏角和副偏角 C刃倾角 D工作角度 3、切削用量中对切削热影响最大的是（） A切削速度 B进给量 C切削深度 D三者都一样 4、影响切削层公称厚度的主要因素是（） A切削速度和进给量 B切削深度和进给量 C进给量和主偏角 D进给量和刃倾角 5、通过切削刃选定点的基面是（） A垂直于主运动速度方向的平面 B与切削速度平行的平面 C与加工表面相切的平面 D工件在加工位置向下的投影面 6、刀具磨钝的标准是规定控制（） A刀尖磨损量 B后刀面磨损高度 C前刀面月牙凹的深度 D后刀面磨损宽度 7、金属切削过程中的剪切滑移区是（） A第Ⅰ变形区 B第Ⅱ变形区 C第Ⅲ变形区 D第Ⅳ变形区 8、确定刀具标注角度的参考系选用的三个主要基准平面是（） A切削表面、已加工表面和待加工表面 B前刀面、后刀面和副后刀面 B基面、切削平面和正交平面 D水平面、切向面和轴向面 9、刀具上能减小工件已加工表面粗糙度值的几何要素是（） A增大前角 B增大刃倾角 C减小后角 D减小副偏角 10、当刀具产生了积屑瘤时，会使刀具的（） A前角减小 B前角增大 C后角减小 D后角增大 11、有色金属外圆精加工适合采用（） A磨削 B车削 C铣削 D镗削 12、车刀刀尖高于工件旋转中心时，刀具的工作角度（） A前角增大，后角减小 B前角减小、后角增大
第八章加工中心的编程 §8-1 加工中心简介 一、概述 本书所涉及的加工中心是指镗铣类加工中心，它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段，又由于工件经一次装夹后，能对两个以上的表面自动完成加工，并且有多种换刀或选刀功能及自动工作台交换装置（APC），从而使生产效率和自动化程度大大提高。加工中心为了加工出零件所需形状，至少要有三个坐标运动，即由三个直线运动坐标X、Y、Z和三个转动坐标A、B、C适当组合而成，多者能达到十几个运动坐标。其控制功能应最少两轴半联动，多的可实现五轴联动、六轴联动。现在又出现了并联数控机床，从而保证刀具按复杂的轨迹运动。加工中心应具有各种辅助功能，如：各种加工固定循环，刀具半径自动补偿，刀具长度自动补偿，刀具破损报警，刀具寿命管理，过载自动保护，丝杠螺距误差补偿，丝杠间隙补偿，故障自动诊断，工件与加工过程显示，工件在线检测和加工自动补偿乃至切削力控制或切削功率控制，提供直接数控(DNC)接口等，这些辅助功能使加工中心更加自动化、高效、高精度。同样，生产的柔性促进了产品试制、实验效率的提高，使产品改型换代成为易事，从而适应于灵活多变的市场竞争战略。 二、工艺特点 加工中心作为一种高效多功能机床，在现代化生产中扮演着重要角色，它的制造工艺与传统工艺及普通数控加工有很大不同，加工中心自动化程度的不断提高和工具系统的发展使其工艺范围不断扩展。现代加工中心更大程度的使工件一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工，即工序集中，但一台加工中心只有在合适的条件下才能发挥出最佳效益。 (一) 适合于加工中心加工的零件 (1) 周期性重复投产的零件有些产品的市场需求具有周期性和季节性，如果采用专门生产线则得不偿失，用普通设备加工效率又太低，质量不稳定，数量也难以保证，以上两种方式在市场中必然淘汰。而采用加工中心首件（批）试切完后，程序和相关生产信息可保留下来，下次产品再生产时，只要很少的准备时间就可开始生产。进一步说，加工中心工时包括准备工时和加工工时，加工中心把很长的单件准备工时平均分配到每一个零件上，使每次生产的平均实际工时减少，生产周期大大缩短。 (2) 高效、高精度工件有些零件需求甚少，但属关键部件，要求精度高且工期短，用传统工艺需用多台机床协调工作，周期长、效率低，在长工序流程中，受人为影响容易出废品，从而造成重大经济损失。而采用加工中心进行加工，生产完全由程序自动控制，避免了长工艺流程，减少了硬件投资及人为干扰，具有生产效益高及质量稳定的特点。 (3) 具有合适批量的工件加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上，而且可以快速实现批量生产，拥有并提高市场竞争能力。加工中心适合于中小批量生产，特别是小批量生产，在应用加工中心时，尽量使批量大于经济批量，以达到良好的经济效果。随着加工中心及辅具的不断发展，经济批量越来越小，对一些复杂零件，5～10件就可生产，甚至单件生产时也可考虑用加工中心。 (4) 多工位和工序可集中的工件。
合理的选用数控车床的切削用量及刀具 摘要：刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控加工的效率，而且直接影响加工质量。本文从数控加工中刀具的分类与特点入手，分类说明在数控自动编程中，刀具合理选用的重要意义。 关键词：刀具；编程；数控加工；合理选用 当今，几乎所有的CAD/CAM软件包都提供自动编程的功能，这些软件一般在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只需设置有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床加工完成。显然，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控技术加工的特点，正确选择刀具及切削用量。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。 1.数控刀具的分类方法 根据刀具结构可分为整体式、镶嵌式、特殊型式（如复合式刀具、减震式刀具等）；若采用焊接或机夹式联结，机夹式又可分为不转位和可转位两种；根据刀具的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按切削工艺上可分为车削刀具（分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等）、钻削刀具（包括钻头、绞刀、丝锥等）、镗削刀具、铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 刀具按工件加工表面的形式可分为五类： 刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
数控车切削加工三要素 不少数控车床的操作者，对车床的切削原理知道得很少，常常不知道如何正确选择主轴转速S、进刀量F，以及进刀的深度，大牛数控，在数控行业一直不断地在探索，希望这篇文章能对大家有所帮助。 主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则： 一、切削速度（线速度、园周速度）V(米/分) 要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。 V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。 刀具材料： 硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。 高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。 陶瓷分几个大类,每个大类又分为若干小类,再按成分组
分比例、添加物、金相结构、表面处理等，可分出无数具体牌号，加工对象又千变万化，很难在一个较小的范围给到楼主：大致的线速度可以认为在200～1200m/min的范围之内。 工件材料： 硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V 应取低一些。 加工条件： 粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。 如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S： S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径） 如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分） 二、进刀量（走刀量）F 主要取决于工件加工表面粗糙度要求。精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。 粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太