陶瓷刀具切削用量的选择

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。数控加工中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，要求编程人员必须掌握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。综合考虑工艺系统的刚度、刀片强度和工件材料的力学性能、组织结构和成分。合理选择切削用量的原则是:

粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。由于陶瓷刀具具有耐磨性能好、耐热温度高、脆性大、断裂韧度低等特点。因此，选择切削用量的基本原则是从防止或减小陶瓷刀具破损的观点出发，根据机床的功率、工艺系统的刚性以及工件材料的特性，尽量选择高的切削速度、较大的背吃刀量和较小的进给量，以求得到高生产率和低成本。同时，在切削过程中还应尽量避免中途停车或变换切削用量。

1)背吃刀量a_p的选择   陶瓷刀具加工时，在机床功率、工艺系统刚性和刀片强度允许的前提下，应尽可能选择较大的背吃刀量，以充分发挥高温性能好的特点，缩短加工时间，使在一次走刀后切去部分余量(仅留后续工序的精加工余量)。但由于背吃刀量受机床功率和工艺系统刚性的限制，一般粗加工钢和铸铁时，允许的最大背吃刀量为2~5mm，通常取a_p>1.5mm，精加工取a_p<1.5mm;加工淬硬钢，一般都是半精加工或精加工，余量和背吃刀量较小。当工艺系统刚性比较差时，应取较小的背吃刀量，否则容易引起振动，使刀片破损。

2)进给量f的选择。合理选择进给量是成功应用陶瓷刀具的关键。由于进给量对陶瓷刀具破损的影响比切削速度大，所以，选取较小的进给量，有利于防止或减少陶瓷刀具的破损。因此，对于陶瓷刀具应选用较小的进给量和尽可能高的切削速度，进给量的大小主要受陶瓷刀片强度及工艺系统刚性的影响，精加工还要受被加工表面的表面粗糙度的影响。因为陶瓷刀片的强度比硬质合金刀片低，所以进给量也应低些。粗车普通钢和铸铁，进给量f取为0.1~0.5mm/r;精加工取f=0.05~0.25mm/r;端铣时可取每齿进给量f_z=0.1~0.3mm/z。加工淬硬钢，随硬度不同而选取进给量。一般取车削f=0.1~0.3mm/r;端铣取每齿进给量f_z=0.05~0.15mm/z。

3)切削速度v_c的选择。对一定的工件材料，切削速度主要受机床功率限制。结合已选定的切削深度a_p和进给量f，如因机床功率不足，而使切削速度选得过低，则不仅不利于发挥陶瓷刀具的优越性，而且容易发生崩刃。应当适当减少进给量或背吃刀量以便提高切削速度。目前，陶瓷刀具加工普通铸铁的切削速度大多数为v_c=200~1000m/min;加工硬度<50HRC的钢材时，v_c=200~800m/min;切削高硬度材料(50~65HRC)时，v_c=100~200m/min;切削耐热合金时，v_c=100~300m/min;铣削一般钢和铸铁时，v_c=200~500m/min。

切削速度对切屑形状的影响很大，特别在v_c=350~1500m/min范围内，往往可以获得良好的切屑形状，如在高速车削淬硬钢时，可能形成酥化的易于碎断的带状切屑而使切屑易于清理。用陶瓷刀具作低速切削时，不但与硬质合金刀具的切削性能相近而且容易引起工艺系统的振动，使刀具发生崩刃。如在v_c<50m/min车削高强度钢时,陶瓷刀具很容易发生崩刃，甚至无法切削。在一定速度范围内高速切削时，切削温度的升高，能改变工件材料的性能，提高陶瓷刀具的韧性，从而减少其破损，所以一般陶瓷刀具均采用干切削。用陶瓷刀具断续切削时，如果切削速度提高太多，温差很大，产生的热应力会导致刀具破损。

由于目前没有陶瓷刀具的标准数据可查，且各厂商陶瓷刀具材料的性能存在一定差异，建议使用者在参考刀具厂商产品样本推荐的切削参数基础上，结合加工现场的情况适当修正确定。