切削用量對切削過程的影響
科技專論
作者：鄧文超
【摘要】切削用量是表示主運動及進給運動大小的參數，合理選擇切削用量對提高加工質量和生產效率有至關重要的作用。在切削過程中出現一係列的物理現象，如：切削力、切削熱、積屑瘤、刀具的磨損等等。研究切削用量與這些物理現象之間的變化規律，有助於我們合理正確地選擇切削用量。
【關鍵詞】切削用量；切削過程
切削用量是表示主運動及進給運動大小的參數，合理選擇切削用量對提高加工質量和生產效率有至關重要的作用。切削過程是指在刀具的切削刃的切割和前刀麵的推擠作用下，使被切削的金屬層產生變形、剪切、滑移而變成切屑的過程。在這一過程中，會出現一係列的物理現象，如：切削力、切削熱、積屑瘤、刀具的磨損等等。研究切削用量與這些物理現象之間的變化規律，有助於我們合理正確地選擇切削用量。
一、切削用量對切削力的影響
切削力是工件材料抵抗切削所產生的阻力，切削力來源於變形抗力和摩擦力。切削力是設計機床、夾具和刀具的重要依據。根據切削力產生的作用效果的不同，可將切削力分解成三個相互垂直方向的分力。它們分別是：主切削力Fc，進給抗力Ff和切深抗力Fp，其中Fc是切削總力F沿主運動切向分解而得，是計算車刀強度，設計機床零件，確定機床功率的主要依據；Ff也叫軸向力，它作用在進給方向，是設計進給機構，校驗機床進給係統主要零部件強度的依據；Fp也叫徑向力，車外圓時，切深抗力Fp是使工件在水平麵內發生彎曲的力，而且Fp是產生振動的重要因素。
1、進給量f對切削力的影響 在一般車削中，當進給量f不變時，將背吃刀量aP增大一倍，主切削力也成倍增長；當背吃刀量aP不變時，將進給量f增大一倍，主切削力約增大70%～80%.
2、切削速度νc 對切削力的影響 低速和高速切削塑性金屬時，切削力一般隨著切削速度的提高而減小，這是因為切削速度的提高，切削溫度也增高，摩擦係數減小，變形也就減小，切削力下降的緣故；而在中速範圍，極易產生積屑瘤而使刀具實際前角增大，切削力減小；切削脆性金屬時，因為變形和摩擦均較小，故切削速度的改變對切削力影響不大。所以切削用量三要素對切削力的影響由大到小的順序是：aP>f>νc
二、切削用量對切削溫度的影響
切削熱來源於切削金屬發生彈性變形和塑性變形產生的熱量以及刀具前刀麵與切屑、工件與刀具後刀麵的摩擦產生的熱量。
切削用量三要素增大，切削溫度都會升高，因為νc、f 、aP增大時，變形增大，摩擦加劇，切削功率增大，所以切削溫度升高。
1、背吃刀量aP對切削溫度的影響 當背吃刀量aP增大後，主切削刃參加切削的長度也以相同比例增加，顯著改善了散熱條件。當背吃刀量aP增大一倍時，切削溫度僅提高3%。
2、進給量f對切削溫度的影響 當進給量f增大時，切屑與刀具前刀麵接觸長度增加，散熱條件有所改善，因此，進給量f提高一倍，切削溫度提高10%。
3、切削速度νc對切削溫度的影響 當切削速度νc提高，雖然切削力略有下降，但切屑與刀具前刀麵接觸長度減小，散熱條件變差，當切削速度νc提高一倍，切削溫度增加20～33%。切削用量三要素對切削溫度的影響由大到小的順序是：νc>f>aP。
三、切削用量對刀具磨損的影響
刀具嚴重磨損不但影響工件的加工精度和表麵質量，而且嚴重的會造成重磨困難，增加刀具材料的消耗，縮短刀具的使用壽命。所以，刀具磨損對產品生產效率以及加工成本都有直接影響。
刀具正常的磨損形式有三種：