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摘 要：金属切削是现代机械制造行业中一种比较重要的技术，随着机械加工技术不断发展，新刀具材料及新加工工艺得以广泛应用，并且发挥着十分重要的作用。在当前机械制造过程中，为优化加工经济精度，使金属切削效率得以更好的发挥和提高，对金属刀具及参数进行创新是十分重要的一点，使其满足工艺要求及提高效率。
关键词：加工经济精度；切削参数；刀具角度
轴是机械制造也中最普通、最典型的一种回转体零件，其长度大于直径。目前制造的工艺水平越来越高，在机械制造中，提高工作效率，采用缩短机动时间和辅助时间是最直接的方法。本文主要是针对在机械制造金属切削过程中采用缩短粗加工机动时间方法进行简单分析，以便实现在加工过程中提高生产效率的依据。
1、加工经济精度研究的重要性
加工经济精度是机械加工中经常用的一个概念，加工效率和零件的成本又与加工精度密切相关的，每增加一个精度等级，不仅影响加工效率而且对零件的成本就会增加。所以说经济精度不应将其理解为某个确定值，而应理解为一个范围，各个工序经济加工精度不是一成不变的，随着加工技术要求的提高，也随着提高。
很多工艺人员往往只在精加工和超精加工的工序中考虑加工经济精度，实际上在机械加工的每个工序中都需要考虑经济加工精度，在粗加工工序降低经济加工精度也是提高工作效率的一种方法。例如：轴类毛坯为大型铸件或锻件时，需要荒车后再粗车，以减少毛培外圆的形状误差，荒车后的尺寸精度为IT15-IT18；棒料的中小型的锻铸件，可以直接进行粗车，粗车后的精度可以达到IT10-IT13，表面粗糙度Ra为30-20μm，可以作为低精度加工的最终工序。由荒车和粗车的区别可以看出，在粗车工序中增加了表面粗糙度的要求，同时粗车也可以作为低精度的最终工序。因此，在满足加工经济精度要求下，可以采用刚性较好而精度较低的车床，避免用精度较高的机床进行荒车和粗车，降低设备使用成本。在机床工艺系统刚性可以满足情况下，选用较大的切削参数和切削用量，最有效的发挥机床的性能来提高粗加工的工作效率。
2、刀具选用及角度参数对提高工效的影响
机械加工制造的工作效率主要体现在其能否优化各种参数的要求，这就意味着工艺参数对提高加工效率具有最直接的影响的。进行缩短机动时间，提高加工效率研究时，不仅要对工件的材质进行分析还要对加工阶段的刀具参数、切削用量进行全过程的评定分析。这对于提高加工生产效率方面来说只是其研究过程中的一环，但是研究旨在整体进行优化以后才能对各种参数进行有效影响。这是因为工艺参数与产品质量、工作效率之间是存在着复杂的联系的，具体表现为产品的工艺参数直接决定了机械加工產品的效率和质量。
2.1选择合适刀具材料
难加工材料种类繁多，性能各异，我国机械工业中难加工材料大约分为：高锰钢、高强度钢、不锈钢、高温合金、钛合金等。它们共同的特点是材料强度高、导热性低、加工硬化严重特点，对切削加工具有很大影响，具体体现在工件材料常温硬度和高温硬度的影响，材料硬度越高时，切削力就越大，切削功率随之增大，切削温度增高，刀具磨损严重，工作效率降低。所以，在一般情况下，切削加工的效率随工件材料硬度增加而降低。根据材料特性，在通过改变材料金相组织，从而改善切削加工性。由于难加工材料切削力大、切削温度高，刀具材料选用上考虑强度高、导热性好的硬质合金，但是要考虑硬质合金与工件材料元素亲合力作用，避免选择不当，影响加工的效率。
2.2刀具角度参数
选用合理刀具角度参数来提高加工效率，需要根据工件材料、工序、工件刚性、刀具材料等因素着手考虑不同的刀具角度参数，在粗加工轴类工件时，主偏角、前角、后角、刃倾角是刀具的重要角度，直接影响刀头和刀尖的强度，一把合理角度的粗车刀需要综合考虑这几个角度参数，才可以有效的发挥切削性能，从而提高粗加工的工作效率。
2.2.1主偏角选用参数
为了增加刀具的耐用度，粗加工时主偏角kr应尽可能选择小一些，一般选取45°。加工刚度较差的工件（L/d>15）时，应尽可能使径向力小一些，为此，刀具的主偏角应尽量选取大一些，这时Kr可以选取75°--90°来代替常用的Kr=45°的车刀。
由于Kr角增大，径向力减小，工件和刀具在半径方向的弹性变形减小，可以提高加工精度，同时增加抗振能力。但是Kr增大后，切削厚度同时增加，轴向阻力相应增大，减少刀具耐用度，降低加工的工作效率，因此，一般情况下不宜采用主偏角很大的刀具。
2.2.2前角选用原则
前角有正负之分。选取前角原则，首先在保证车刀刀刃锋利，还要兼顾车刀的足够强度，在保证加工质量前提下，尽可能延长刀具寿命，较少更换刀具的辅助时间，从而提高工作效率。选取负前角的作用可以提高刀尖部分的强度，改善刀尖的受热状况和散热条件，从而提高车刀的耐冲击能力。但是，选取负前角的不足是降低了刀具的锋利程度，车削力增大，前刀面上的摩擦阻力增大。因此，通常在车削高强度、高硬度工件材料时，为防止刀尖强度不够和蹦刃时才选取负前角；车削塑性材料时，切屑沿着前刀面流出，这时车刀宜选用正的前角，一般工件强度和硬度越低的情况，选用的前角越大。
2.2.3后角和刃倾角的选择
后角的作用是较少车刀后面与工件的摩擦，与车刀前角构成锋利的刀刃，以便切入工件。但是后角过大，会降低刀刃强度，降低散热条件，使刀具寿命降低。因此，粗车时，车削厚度大，负荷重，要求车削刃有足够的强度，应选取较小的后角。车削刚性较差的工件时，也应该选用较小的后角，以增加后刀面与工件的接触面积，较少或消除振动。大进给时的后角需要根据不同的进给量适当调整到最佳的角度，来保证和延长刀具使用寿命。
刃倾角在刀具角度中也是非常重要的参数，不仅可以控制切削的流出方向，同时对刀具强度也具有一定的影响，选用原则也不可忽视。由于刃倾角的存在，可以使切削刃实际钝圆半径变小，使切削刃更加锋利。刃倾角也影响到刀尖强度和刀尖的导热和散热，在不连续切削情况下，负的刃倾角使远离刀尖的切削刃先接触到工件，可以使刀尖避免受到冲击，使刀头部分更加强固，刀尖的散热条件也好，车刀的使用寿命延长。
3、切削参数选用的原则
选择合理的切削用量，对于保证加工质量、降低成本、提高生产效率都非常重要。在机床、刀具、工件基本条件一定的情况下，切削用量具有很大的灵活性，应该充分发挥机床的功能，使生产效率最大化。切削用量与劳动生产率是成正比，因此提高切削用量哪一项都可以提高生产效率。一般遵循的原则：在机床刚度足够情况下，首先应尽可能的选用大的背吃刀量；其次是在机床动力和刚度允许的情况下，同时还要保证加工后的表面粗糙度的要求下，选取较大的进给量；最后再确定最佳的切削速度。
4、结语
在目前机械制造中，金属切削技术已经是最广泛的一种技术。文章对轴类零件在粗加工的工序中，提高劳动生产率进行分析，并对影响生产效率的问题进行研究。通过合理优化切削用量的方式来缩短机动时间，增加粗车刀强度及刃磨合理的刀具角度参数提高刀具使用寿命，在安排切削工序中，工艺技术人员要充分考虑加工的经济精度，从而使轴类粗加工达到最理想的效果，提高生产效率。
参考文献：
[1]董庆华.车削工艺分析[M].北京：化学工业出版社，2008：26-28
[2]武文革.金属切削原理及刀具[M].北京：国防工业出版社，2009：151-158
关键词：加工经济精度；切削参数；刀具角度
轴是机械制造也中最普通、最典型的一种回转体零件，其长度大于直径。目前制造的工艺水平越来越高，在机械制造中，提高工作效率，采用缩短机动时间和辅助时间是最直接的方法。本文主要是针对在机械制造金属切削过程中采用缩短粗加工机动时间方法进行简单分析，以便实现在加工过程中提高生产效率的依据。
1、加工经济精度研究的重要性
加工经济精度是机械加工中经常用的一个概念，加工效率和零件的成本又与加工精度密切相关的，每增加一个精度等级，不仅影响加工效率而且对零件的成本就会增加。所以说经济精度不应将其理解为某个确定值，而应理解为一个范围，各个工序经济加工精度不是一成不变的，随着加工技术要求的提高，也随着提高。
很多工艺人员往往只在精加工和超精加工的工序中考虑加工经济精度，实际上在机械加工的每个工序中都需要考虑经济加工精度，在粗加工工序降低经济加工精度也是提高工作效率的一种方法。例如：轴类毛坯为大型铸件或锻件时，需要荒车后再粗车，以减少毛培外圆的形状误差，荒车后的尺寸精度为IT15-IT18；棒料的中小型的锻铸件，可以直接进行粗车，粗车后的精度可以达到IT10-IT13，表面粗糙度Ra为30-20μm，可以作为低精度加工的最终工序。由荒车和粗车的区别可以看出，在粗车工序中增加了表面粗糙度的要求，同时粗车也可以作为低精度的最终工序。因此，在满足加工经济精度要求下，可以采用刚性较好而精度较低的车床，避免用精度较高的机床进行荒车和粗车，降低设备使用成本。在机床工艺系统刚性可以满足情况下，选用较大的切削参数和切削用量，最有效的发挥机床的性能来提高粗加工的工作效率。
2、刀具选用及角度参数对提高工效的影响
机械加工制造的工作效率主要体现在其能否优化各种参数的要求，这就意味着工艺参数对提高加工效率具有最直接的影响的。进行缩短机动时间，提高加工效率研究时，不仅要对工件的材质进行分析还要对加工阶段的刀具参数、切削用量进行全过程的评定分析。这对于提高加工生产效率方面来说只是其研究过程中的一环，但是研究旨在整体进行优化以后才能对各种参数进行有效影响。这是因为工艺参数与产品质量、工作效率之间是存在着复杂的联系的，具体表现为产品的工艺参数直接决定了机械加工產品的效率和质量。
2.1选择合适刀具材料
难加工材料种类繁多，性能各异，我国机械工业中难加工材料大约分为：高锰钢、高强度钢、不锈钢、高温合金、钛合金等。它们共同的特点是材料强度高、导热性低、加工硬化严重特点，对切削加工具有很大影响，具体体现在工件材料常温硬度和高温硬度的影响，材料硬度越高时，切削力就越大，切削功率随之增大，切削温度增高，刀具磨损严重，工作效率降低。所以，在一般情况下，切削加工的效率随工件材料硬度增加而降低。根据材料特性，在通过改变材料金相组织，从而改善切削加工性。由于难加工材料切削力大、切削温度高，刀具材料选用上考虑强度高、导热性好的硬质合金，但是要考虑硬质合金与工件材料元素亲合力作用，避免选择不当，影响加工的效率。
2.2刀具角度参数
选用合理刀具角度参数来提高加工效率，需要根据工件材料、工序、工件刚性、刀具材料等因素着手考虑不同的刀具角度参数，在粗加工轴类工件时，主偏角、前角、后角、刃倾角是刀具的重要角度，直接影响刀头和刀尖的强度，一把合理角度的粗车刀需要综合考虑这几个角度参数，才可以有效的发挥切削性能，从而提高粗加工的工作效率。
2.2.1主偏角选用参数
为了增加刀具的耐用度，粗加工时主偏角kr应尽可能选择小一些，一般选取45°。加工刚度较差的工件（L/d>15）时，应尽可能使径向力小一些，为此，刀具的主偏角应尽量选取大一些，这时Kr可以选取75°--90°来代替常用的Kr=45°的车刀。
由于Kr角增大，径向力减小，工件和刀具在半径方向的弹性变形减小，可以提高加工精度，同时增加抗振能力。但是Kr增大后，切削厚度同时增加，轴向阻力相应增大，减少刀具耐用度，降低加工的工作效率，因此，一般情况下不宜采用主偏角很大的刀具。
2.2.2前角选用原则
前角有正负之分。选取前角原则，首先在保证车刀刀刃锋利，还要兼顾车刀的足够强度，在保证加工质量前提下，尽可能延长刀具寿命，较少更换刀具的辅助时间，从而提高工作效率。选取负前角的作用可以提高刀尖部分的强度，改善刀尖的受热状况和散热条件，从而提高车刀的耐冲击能力。但是，选取负前角的不足是降低了刀具的锋利程度，车削力增大，前刀面上的摩擦阻力增大。因此，通常在车削高强度、高硬度工件材料时，为防止刀尖强度不够和蹦刃时才选取负前角；车削塑性材料时，切屑沿着前刀面流出，这时车刀宜选用正的前角，一般工件强度和硬度越低的情况，选用的前角越大。
2.2.3后角和刃倾角的选择
后角的作用是较少车刀后面与工件的摩擦，与车刀前角构成锋利的刀刃，以便切入工件。但是后角过大，会降低刀刃强度，降低散热条件，使刀具寿命降低。因此，粗车时，车削厚度大，负荷重，要求车削刃有足够的强度，应选取较小的后角。车削刚性较差的工件时，也应该选用较小的后角，以增加后刀面与工件的接触面积，较少或消除振动。大进给时的后角需要根据不同的进给量适当调整到最佳的角度，来保证和延长刀具使用寿命。
刃倾角在刀具角度中也是非常重要的参数，不仅可以控制切削的流出方向，同时对刀具强度也具有一定的影响，选用原则也不可忽视。由于刃倾角的存在，可以使切削刃实际钝圆半径变小，使切削刃更加锋利。刃倾角也影响到刀尖强度和刀尖的导热和散热，在不连续切削情况下，负的刃倾角使远离刀尖的切削刃先接触到工件，可以使刀尖避免受到冲击，使刀头部分更加强固，刀尖的散热条件也好，车刀的使用寿命延长。
3、切削参数选用的原则
选择合理的切削用量，对于保证加工质量、降低成本、提高生产效率都非常重要。在机床、刀具、工件基本条件一定的情况下，切削用量具有很大的灵活性，应该充分发挥机床的功能，使生产效率最大化。切削用量与劳动生产率是成正比，因此提高切削用量哪一项都可以提高生产效率。一般遵循的原则：在机床刚度足够情况下，首先应尽可能的选用大的背吃刀量；其次是在机床动力和刚度允许的情况下，同时还要保证加工后的表面粗糙度的要求下，选取较大的进给量；最后再确定最佳的切削速度。
4、结语
在目前机械制造中，金属切削技术已经是最广泛的一种技术。文章对轴类零件在粗加工的工序中，提高劳动生产率进行分析，并对影响生产效率的问题进行研究。通过合理优化切削用量的方式来缩短机动时间，增加粗车刀强度及刃磨合理的刀具角度参数提高刀具使用寿命，在安排切削工序中，工艺技术人员要充分考虑加工的经济精度，从而使轴类粗加工达到最理想的效果，提高生产效率。
参考文献：
[1]董庆华.车削工艺分析[M].北京：化学工业出版社，2008：26-28
[2]武文革.金属切削原理及刀具[M].北京：国防工业出版社，2009：151-158