切削速度，吃刀量，進給速度三者關係及計算公式

切削用量的選擇原則

粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本
半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本

具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，並結合經驗而定。

從刀具的耐用度出發，切削用量的選擇順序是：先確定切削深度，其次確定進給量，最後確定切削速度。

確定切削深度的方式

切削深度量由機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使切削深度量等於工件的加工餘量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。

確定切削深度量的原則：

在工件表面粗糙度值要求為Ra12.5μm~25μm時，如果數控加工的加工餘量小於5mm~6mm，粗加工一次進給就可以達到要求。但在餘量較大，工藝系統剛性較差或機床動力不足時，可分多次進給完成。
在工件表面粗糙度值要求為Ra3.2μm~12.5μm時，可分粗加工和半精加工兩步進行。粗加工時的切削深度選取同前。粗加工後留0.5mm~1.0mm餘量，在半精加工時切除。
在工件表面粗糙度值要求為Ra0.8μm~3.2μm時，可分粗加工、半精加工、精加工三步進行。半精加工時的切削深度 1.5mm~2mm。精加工時切削深度 0.3mm~0.5mm。

確定進給量的方式

進給量主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統的性能限制。

確定進給速度的原則：

當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200m/min範圍內選取。
在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50m/min範圍內選取。
當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20～50m/min範圍內選取。
刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以選擇該機床數控系統設定的最高進給速度。

主軸轉速的確定

主軸轉速應根據允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為：

公式 1

n = \frac{1000\,v}{\pi D}

符號	意思	單位
$v$	切削速度，由刀具的耐用度決定	m/min
$n$	主軸轉速	r/min
$D$	工件直徑或刀具直徑	mm

計算的主軸轉速 n 最後要根據機床說明書選取機床有的或較接近的轉速。

總之，切削用量的具體數值應根據機床性能、相關的手冊並結合實際經驗用類比方法確定.同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。

常用公式

切削深度 ( ap )

工件已加工表面與待加工表面間的垂直距離稱為切削深度。切削深度是通過切削刃基點並垂直於工作平面的方向上測量的吃刀量，是每次進給時車刀切入工件的深度，故又稱為背吃刀量。根據此定義，如在縱向車外圓時，其背吃刀量可按下式計算：

公式 2

a_p = \frac{d_w - d_m}{2}

符號	意思	單位
$a_{p}$	切削深度	mm
$d_{w}$	工件待加工表面直徑	mm
$d_{m}$	工件已加工表面直徑	mm

例一

已知工件待加工表面直徑為 Φ95 mm；現一次進給車至直徑為 Φ90 mm，求切削深度。

解

a_p = \frac{d_w - d_m}{2} = \frac{95 - 90}{2} = 2.5\ \text{mm}

進給量 ( f )

工件或刀具每轉一周時，刀具與工件在進給運動方向上的相對位移量。根據進給方向的不同，分為縱進給量和橫進給量，縱進給量是指沿車床床身導軌方向的進給量，橫進給量是指垂直於車床床身導軌方向的進給量。

進給速度 v_f 是指切削刃上選定點相對工件進給運動的瞬時速度。

公式 3

v_f = f \times n

符號	意思	單位
$v_{f}$	進給速度	mm/s
$n$	主軸轉速	r/s
$f$	進給量（mm /s）

3）切削速度 v_c

切削刃上選定點相對於工件的主運動的瞬時速度。

公式 4

v_c = \frac{\pi\, d_w\, n}{1000}

符號	意思	單位
$v_{c}$	切削速度	m/min
$d_{w}$	工件待加工表面直徑	mm
$n$	工件轉速	r/min

在計算時應以最大的切削速度為準，如車削時以待加工表面直徑的數值進行計算，因為此處速度最高，刀具磨損最快。

例二

車削直徑為 Φ60 mm 的工件外圓，選定的車床主軸轉速為 600 r/min，求 v_c。

解

v_c = \frac{\pi\, d_w\, n}{1000} = \frac{3.14 \times 60 \times 600}{1000} \approx 113\ \text{m/min}

在實際生產中，往往是已知工件直徑的，根據工件材料，刀具材料和加工要求等因素選定切削速度，再將切削速度換算成車床主軸轉速，以便調整車床，得到以下公式：

公式 5

n = \frac{1000\, v_c}{\pi\, d_w}

例三

在 CA6140 型臥式車床上車削 Φ260 mm 的帶輪外圓，選擇 v_c 為 90 m/min，求 n。

解

n = \frac{1000\, v_c}{\pi\, d_w} = \frac{1000 \times 90}{3.14 \times 260} \approx 110\ \text{r/min}

計算出車床主軸轉速後，應選取與銘牌上接近的值，即選取 n = 100 r/min 作為車床的實際轉速。

總結

切削用量三要素是指切削速度 v_c 、進給量 f (或進給速度 v_f ) 、背吃刀量 a_p 三者的總稱。

公式 6 切削深度 ap (mm)

a_p = \frac{d_w - d_m}{2}

公式 7 進給量 f(mm/r)

v_f = f \times n

公式 8 切削速度vc(m/min)

v_c = \frac{\pi\, d_w\, n}{1000}