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
第四章
切削加工质量与效率
（3）切削速度υ的选择
在ap和 f确定之后，在保证合理刀具耐用度的前提下，
选择合理的切削速度。
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3．精加工时切削用量的选择
（1）切削速度υ
故切削速度υ主要受刀具耐用度和已加工表面质量的限制。在保证
精加工时的ap和f较小，可忽略切削力对工艺系统刚度的影响，
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第一节 工件材料的切削加工性 第二节 已加工表面质量 第三节 切削用量的选择 第四节 切削液
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第一节 工件材料的切削加工性 一、切削加工性的评定指标
1．刀具耐用度指标
用刀具耐用度来衡量工件材料被切削的难易程度。 在切削普通金属材料时，用v60的高低来评定材料切削加 工性的好坏。
合理选择切削用量是指在加工对象、刀具材料、刀具
几何形状及其他切削条件已经确定的情况下，选择最佳的
切削用量要素进行切削加工，在保证加工质量的前提下， 充分发挥刀具的切削性能和机床性能，获得较高的切削效 率和较低的加工成本。
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二、切削用量的选择原则
1．切削用量与生产率的关系
衡量生产率高低的指标之一是基本（机动）时间tm。 车削外圆时基本时间tm可由下式计算：
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（3）乳化剂
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乳化剂（如石油磺酸钠、磺化蓖麻油等）是一种表面活
性剂，它的分子是由极性基团和非极性基团两部分组成。前 者亲水，可溶于水；后者亲油，可溶于油。 此外，还有 •防锈添加剂
•抗泡沫添加剂
•防霉添加剂
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2．切削液的种类
（1）水溶液
1）电介质水溶液是在水中加入电介质作为防锈剂，主要 用于磨削、钻孔和粗车等加工。
一、切削液的作用
1．冷却作用 2．润滑作用
3．清洗与排屑作用
4．防锈作用
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二、切削液添加剂及切削液种类
1．切削液添加剂
（1）油性添加剂 一般的切削油都是在矿物油中加入油性添加剂的混合 油。但物理吸附油膜在切削温度升高时便失去吸附能力， 因此混合油只适宜在200℃以下使用。 （2）极压添加剂 极压添加剂具有一定的活性，在高温下能快速与金属 发生反应，生成氯化铁、硫化铁等化学吸附膜，这些生成 物能起到固体润滑剂的作用。
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2．积屑瘤
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因积屑瘤不稳定，它代替切削刃切削时会留下深浅不 一的痕迹；脱落的积屑瘤嵌入已加工表面，使之形成硬点 和毛刺，表面粗糙度值变大。
3．振动
积屑瘤对表面质量的影响
在切削过程中产生的振动会使工件表面出现振纹， 增大工件表面粗糙度值。
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常见表面粗糙度值偏大的现象和解决方法
深度均随之增大。
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（3）切削用量
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切削速度提高时，因热塑性变形作用而产生的残余拉应力
增大，但扩展深度减小。 进给量增大时，表层残余拉应力与扩展深度均有所增大。
（4）切削液
采用冷却润滑效果良好的切削液有助于减小表面残余应力 的扩展深度。
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第三节 切削用量的选择 一、合理选择切削用量的意义
喷雾冷却装置原理图
l A Adl tm nf ap 1000 fap
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例4—1 ：车一直径为60mm的轴，行程长度l=1000mm，
切削速度υ=60m/min，进给量f =0.5mm/r，ap=3mm，一次进给 车成，求加工此工件需要的基本时间。 解： 因为需要一次进给车成
所以 A 1 ap
根据切削加工时产生的切削温度的高低、切削力的大
小和消耗功率的多少来判断材料的切削加工性。这些数值越 大，说明材料的切削加工性越差。
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二、切削加工性的评定方法
1．根据不同加工条件和要求评定
实用中往往根据具体的加工情况和要求，以其中某一两 项指标为主衡量工件材料的切削加工性。
2．材料性能综合评定法
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（3）背吃刀量ap
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精加工时的背吃刀量ap通常由上一工序合理留下，并
应于一次进给切除掉。 例如：采用硬质合金车刀精车，由于刀具的刃磨性能 较差，锋利程度受到限制， ap不宜过小，一般应取 0.3~0.5mm 。
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第四节 切削液
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工件材料切削加工性分级表
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三、影响材料切削加工性的因素
1．工件材料的物理、力学性能的影响
（1）塑性和韧性
（2）硬度和强度
（3）导热系数 （4）线膨胀系数
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2．工件材料的化学成分及组织的影响
（1）碳对钢的切削加工性的影响 （2）合金元素对钢和铸铁切削加工性的影响
刀具耐用度的前提下，
硬质合金刀具通常应选用较高的切削速度（大于70m/min）。 而高速钢刀具则应选用较低的切削速度（小于5m/min），以尽
量减小和避免积屑瘤的产生。
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（2）进给量f 精加工时一般选用较小的进给量。常取f ＝0.08～0.30mm/r。 普通硬质合金外圆车刀精车、半精车时的进给量
即：
l A πdl A 3.14 601000 tm 1 6.28min nf ap 1000 f ap 1000 60 0.5
故加工此工件需要的基本时间为6.28min。
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2．粗加工时切削用量的选择
（1）背吃刀量ap的选择
背吃刀量ap应根据加工余量来确定，除留给必要的精加工 余量外，其余的应尽可能一次切除完。
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3．影响残余应力的因素
塑性较大的材料，在切削后容易产生残余拉应力，且塑性 越大，残余拉应力越大。
切削脆性材料时，刀具后面挤压与摩擦严重，使加工表面
产生拉伸变形，其产生的残余应力多为压应力。 （2）刀具方面
刀具前角由正值减小到负值时，表层拉应力减小，当
γo＜-30°时甚至变成压应力，同时应力扩展深度增大。 切削刃钝圆半径和后面磨损量增大时，残余拉应力与扩展
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（3）切削油
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切削油主要起润滑作用。
1）一类是以矿物油为基体加入油性添加剂的混合油。 2）一类是极压切削油，它是在矿物油或混合油中加入极压 添加剂而制成。 常用的有：
• L-AN15、 L-AN32全损耗系统用油
•轻柴油 •煤油
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三、切削液的合理选用
常用切削液的选用
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2．加工硬化对工件的影响 缺点：加工硬化会降低已加工表面质量，降低材料的
疲劳强度。同时，切削加工时出现加工硬化，会给下一道工 序的切削带来困难，加剧刀具的磨损，甚至无法加工。
优点：它可提高工件表层的强度、硬度、耐磨性，提
高其使用性能。
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（1）工件材料 （2）切削用量
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相对加工性指标：
60 Kr 060
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材料切削加工性等级
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2．已加工表面质量指标
表面质量越好，切削加工性越好；反之，切削加工性差。
3．切屑控制难易指标
相同的切削条件下，越易断屑、得到的切屑形状越理 想，也就是切屑越容易控制，切削加工性越好。
4．切削温度、切削力和切削功率指标
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二、已加工表面的加工硬化
1．加工硬化的成因
经过切削加工，工件已加工表面层的硬度和强度提高 的现象称为加工硬化，也叫冷作硬化。
一般来说，表层塑性变形是加工硬化的主要成因，变 形程度越大，加工硬化程度越严重，硬化层越深。
凡对切削变形、摩擦、切削温度产生影响的因素，均 会影响加工硬化。
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选择切削液的一般原则是： 1．根据加工性质选用 2．根据工件材料选用 3．根据刀具材料选用
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四、切削液的使用方式
常见切削液的使用方式有浇注法、高压冷却法和喷雾 冷却法，应用最多的是浇注法。
几种常见的浇注方法
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喷雾冷却法是利用压力为0.3~0.6MPa的压缩空气使切 削液雾化，并高速喷向切削区。此方法多应用于难加工材 料的切削。
2）表面活性水溶液中是加入了皂类、硫化蓖麻油等表面 活性物质，以增加水溶液的润滑作用，主要用于精车、精铣 和铰孔等。
（2） 乳化液 1）浓度低（如浓度为3%~5%）的乳化液，冷却和清洗 作用较好，适于粗加工和磨削。 2）浓度高（如浓度为10%~20%）的乳化液润滑作用较 好，适于精加工（如拉削和铰孔等）。
3．影响加工硬化的因素
4．加工硬化的控制
（1）提高刃磨质量，减小刀具刃口的钝圆半径，必 要 时采用高速钢刀具。 （2）尽量增大刀具前角，减小切削变形。 （3）适当增大刀具主后角和副后角，减小摩擦。 （4）提高切削速度，使加工硬化不充分。 （5）避免采用很小的进给量，以减小刀具对工件的 挤压作用。
（3）刀具方面
（3）钢的金相组织对切削加工性的影响
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四、改善材料切削加工性的途径
1．调整材料的化学成分 2．通过热处理控制材料的金相组织 3．选择加工性好的供应状态