切削参数的选取因素分享

作者：夹具侠

在编程或者加工产品时通常有几个重要的参数：转速、进给、切深，这些参数的选取直接影响着成品。要使刀具达到最佳的切削状态，三个参数需要相互配合。为此上周末夹具侠特别联合了一位资深的工程师，直播分享关于切削参数的选取因素，下面我们就来为大家做一下整合与回顾。

先看结论，转速、进给、切深的影响因素概览如图1。这是经过从加工组成三个主要部分：零件、刀具、机床做具体分析后得出的，我们往下继续看详解。

图1 切削参数的影响因素分析概览图

一、零件

1.零件材料 （金属材料）——决定的主要切削参数：线速度Vc（夹具侠）

国际上把金属材料划分了六大类，各材质的加难易程度，如下参考图：

图2 金属材料的加工难易性

P-钢件 M-不锈钢 K-铸铁

N-有色金属 S-高温合金 H-淬火钢

我们衡量零件的切削性能，一个关键指标：零件材质的硬度，如HRC （洛氏硬度）、HB（布氏硬度）。材料硬度高，在保证零件合格的前提下，原则上加工参数尽量低，尤其是线速度Vc。

2.毛坯余量（工艺安排的粗精加工）——决定的主要切削参数:切深Ap

比如车削D100的尺寸，毛坯是D110 ,单边余量5，你如何去分走刀，精加工留多少余量等。

3.零件粗糙度——决定的主要切削参数:进给F

进给量直接决定了零件粗糙度，当然零件粗糙度还和其它很多因素有关，（如Vc，如刀具圆角）。经验公式：Ra=(f*f**50)/re,进给量越大，刀尖圆角越小，获得的表面粗糙度值越大。（夹具侠）

二、刀具

1.刀具材质——决定的主要切削参数：线速度Vc。

图3 刀具材料韧性与硬度

衡量刀具也有两个重要指标：硬度和韧性

硬——决定了切削参数中的线速度Vc，硬度高，Vc相对就高；

韧性——决定了切削参数中的Ap，韧性好（抗冲击），Ap相对就大。

2. 刀具的锋利与否----决定的主要切削参数：切深Ap

锋利——切深Ap 值小 ，这是因为锋利刀具不耐冲击；

不锋利——切深Ap 值可以增大，这样刀具能抗冲击，适合大的切深Ap。

3.刀具悬深----决定的主要切削参数：切深Ap（夹具侠）

悬的长，震动越大。震动大，零件会出现振纹,刀具容易蹦刃。所以尽量减低切削参数，尤其是切深Ap，切深大，切削抗力大，震动趋势就会加大。

三、机床

1.机床刚性------决定的主要切削参数:切深Ap

2.机床功率

车削来说：

和Ap，Vc， F都有关，成正比关系，增大任何一个切削参数，所需功率也就增大。

铣削来说：

和Ap，Ae，F

成正比，增大任何一个切削参数，所需功率也就增大。（备注：Kc（切削力）与平均切削厚度，刀具前角 槽形等有关，铁削平均厚度小，前角大，切削力Kc就小。）（夹具侠）

3.机床扭矩

和功率Pc成正比，和转速S成反比。

针对一些粗加工，尤其是扭矩不足，切削过程中有闷车现象，原则上可以提高转速S。

四、三条总结性的结论

1.线速度Vc

首先要明白Vc对刀具寿命影响最大，（其次才是Ap和F），提高切削速度Vc时，切削温度就上升，而使刀具寿命大大缩短。所以你注重刀具成本需要着重考虑Vc的取值。Vc的取值有很多因素，特别要注意零件材质硬度。

2.切深Ap

首先切削深度Ap是由工件的加工余量来确定的（也就是你去安排走刀次数，尽量大的Ap，这样加工效率高）、然后考虑你的机床功率、零件刚性，装夹刚性及刀具的刚性（或者说悬深）。（夹具侠）

切削深度变化对刀具寿命影响不大。切削深度较小或微小时，会造成刮擦、只切削到工件表面的硬化层，缩短刀具寿命。切削铸铁表面和氧化皮表面层时，应在机床功率极限范围内，尽量加大切削深度。否则刀刃尖端只切削工件表皮硬质层及杂物,会造成刀尖破损或产生异常磨损

3.进给F

直接由零件表面粗糙度决定F值的。当然决定进给F，还和其它因素有关，比如刀具几何角度，如修光刃的刀具，可以有很大的F值和较好的光洁度。总之，需记住一条：通常由表面粗糙度要求决定进给量。进给量小，后刀面磨损大，刀具寿命大幅降低。进给量大，切削温度升高，后刀面磨损也增大，但较之切削速度对刀具寿命的影响要小，加工效率高。

五、实际选取中的应用

实际切削参数在刀具样本，或者刀具盒子上都标的有具体的Vc,Ap, F。那么上面我讲的对实际有什么作用？

图4 刀具样本参数

我们来看Ap 的取值 ：（如山特刀片Ap：2.0-10.00）那么在编程时候，我们具体给多少？

首先是毛坯余量来决定Ap的，假如你粗车D100的外圆，毛坯D110，余量也就10，为了要效率，安排一刀车。然后考虑现场机床的刚性，零件刚性，装夹刚性及刀具的刚性，以及机床功率等。

我们看F的取值 ：通常由表面粗糙度要求决定进给量，因为是粗加工，为了提高加工效率，那么进给F可以尽量快点。（夹具侠）

再看Vc，上面是针对钢件的刀片，我们知道钢件，有低碳钢，中碳钢，高碳钢，还有热处理过的等，刀片盒子上Vc（215-460）你可以这么理解，也就是加工钢件的时候，Vc最大值是针对钢件中最好切削的材质来给的，比如纯铁DT4 等。

刀具盒子上给的参数是固定的，而现场实际加工情况有是多变的，所以从影响加工参数选取的主要因素这个角度去分析，给大家一个思路，以供参考。