切削速度与转速

计算车削、铣削等回转运动及刨削等直线运动的切削速度和主轴转速

输入参数

D

直径

N

转速

r/min

公式说明

回转运动切削速度

v = \dfrac{\pi \cdot D \cdot N}{1000}

切削速度 $v$ 是工件（车床）或刀具（铣床/钻床）在直径 $D$ 、转速 $N$ 下的外圆线速度。除以 1000 将 mm/min 换算为 m/min。

主轴转速

N = \dfrac{1000\,v}{\pi \cdot D}

已知要求的切削速度 $v$ 和工件/刀具直径 $D$ ，由公式①变形可求所需转速 $N$ 。由于机床通常只有有级变速，需选取与计算值最接近的档位转速。

直线运动切削速度

v = \dfrac{n \times L}{1000 \times a}

刨床、插床等往复运动机床的切削速度 $v$ 由每分钟往复次数 $n$ 、行程 $L$ 以及切削行程比 $a$ 决定。 $a$ 通常取 3/5 ~ 2/3。

知识点

切削速度的基本概念

切削速度是切削刃与工件表面的相对运动速度，是影响刀具寿命和加工表面质量的首要参数。推荐切削速度（v）可根据刀具与工件材料的组合从切削手册（见附录 8、9、10）中查取。

直径对切削速度的影响

回转运动时，在转速相同的情况下，半径越大线速度越大，切削状态也就越严格。因此，直径较大的工件或刀具需降低转速，才能将切削速度控制在推荐范围内，避免刀具过快磨损。

切削液的作用

切削液可以减小刀具与工件以及刀具与切屑之间的摩擦，同时还起着把摩擦热传到外部的重要作用，从而延长刀具寿命、改善加工表面质量。车削和铣削常用浇注冷却液；对于干切削或近干切削场合，可采用微量润滑（MQL）方式。

例题

用 $\phi 25\,\text{mm}$ 的钻头在铸铁上钻孔，若切削速度为 $18\,\text{m/min}$ ，则钻头转速为多少？

第一步 — 代入公式②（由公式①变形得）

N = \dfrac{1000 \times 18}{\pi \times 25} = \dfrac{18000}{78.54} \approx 299 \text{ (r/min)}

结果：N ≈ 299 r/min。对于普通的钻床，因为没有无级变速，只能在各级变速中选择一个与计算值接近的转速。

知识扩展

•推荐切削速度可在切削手册中按刀具材料（高速钢、硬质合金、陶瓷）与工件材料的组合查取。硬质合金刀具的允许切削速度通常比高速钢（HSS）刀具高 3~5 倍。
•表面粗糙度 Ra 和刀具寿命 T 遵从泰勒刀具寿命方程：v · T^n = C，其中 n 和 C 是与刀具-工件组合相关的经验常数。切削速度加倍会使磨损速率大幅增加，刀具寿命显著缩短。
•在数控加工中心上，主轴转速 N 由程序直接控制（G97 恒转速或 G96 恒线速）。现代控制器可在刀具沿径向进给时自动调整 N，以保持恒定的切削速度，从而在整个切削过程中优化刀具寿命。

切削速度与转速

计算车削、铣削等回转运动及刨削等直线运动的切削速度和主轴转速

输入参数

D

直径

N

转速

r/min

公式说明

回转运动切削速度

v = \dfrac{\pi \cdot D \cdot N}{1000}

切削速度 $v$ 是工件（车床）或刀具（铣床/钻床）在直径 $D$ 、转速 $N$ 下的外圆线速度。除以 1000 将 mm/min 换算为 m/min。

主轴转速

N = \dfrac{1000\,v}{\pi \cdot D}

已知要求的切削速度 $v$ 和工件/刀具直径 $D$ ，由公式①变形可求所需转速 $N$ 。由于机床通常只有有级变速，需选取与计算值最接近的档位转速。

直线运动切削速度

v = \dfrac{n \times L}{1000 \times a}

刨床、插床等往复运动机床的切削速度 $v$ 由每分钟往复次数 $n$ 、行程 $L$ 以及切削行程比 $a$ 决定。 $a$ 通常取 3/5 ~ 2/3。

知识点

切削速度的基本概念

直径对切削速度的影响

切削液的作用

例题

用 $\phi 25\,\text{mm}$ 的钻头在铸铁上钻孔，若切削速度为 $18\,\text{m/min}$ ，则钻头转速为多少？

第一步 — 代入公式②（由公式①变形得）

N = \dfrac{1000 \times 18}{\pi \times 25} = \dfrac{18000}{78.54} \approx 299 \text{ (r/min)}

结果：N ≈ 299 r/min。对于普通的钻床，因为没有无级变速，只能在各级变速中选择一个与计算值接近的转速。

知识扩展

•推荐切削速度可在切削手册中按刀具材料（高速钢、硬质合金、陶瓷）与工件材料的组合查取。硬质合金刀具的允许切削速度通常比高速钢（HSS）刀具高 3~5 倍。
•表面粗糙度 Ra 和刀具寿命 T 遵从泰勒刀具寿命方程：v · T^n = C，其中 n 和 C 是与刀具-工件组合相关的经验常数。切削速度加倍会使磨损速率大幅增加，刀具寿命显著缩短。
•在数控加工中心上，主轴转速 N 由程序直接控制（G97 恒转速或 G96 恒线速）。现代控制器可在刀具沿径向进给时自动调整 N，以保持恒定的切削速度，从而在整个切削过程中优化刀具寿命。

切削速度与转速

输入参数

公式说明

知识点

例题

知识扩展

相关标准与参考文档

车削与高速钢钻削切削用量参考表

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例题

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