1、2.4 切削力,切削力的來(lái)源： 被切削材料的彈性、塑性變形抗力 刀具與切屑、工件表面之間的摩擦力,將切削合力F分解為三個(gè)互相垂直的分力Fc 、Ff 、Fp Fc 主切削力，與切削速度方向一致 Ff 進(jìn)給力，與進(jìn)給方向平行，車(chē)外圓時(shí)稱為軸向力 Fp 背向力(切深抗力)，與進(jìn)給方向垂直，又稱徑向力,一、切削力的分解,二、切削力與切削功率的計(jì)算,（一）用指數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算切削力,（二）用單位切削力計(jì)算切削力 單位切削力 p=Fc/A= Fc/(ap f) = Fc/(h*b) 可查手冊(cè) Fc= p A KFc KFc為切削條件修正系數(shù),式中KFc、 KFf、 KFp 為切削條件修正系數(shù)， xFc、 y

2、Fc、 zFc等為指 數(shù)，均可在切削用量 手冊(cè)中查到。,（三）計(jì)算切削功率,切削功率 Pe Pe Pc Pf Fc v + Ff nwf 10-3 Fc v （W）,式中Fc、 Ff 為切削力、 進(jìn)給力（N）； v 為切削速度（m/s）； nw為工件轉(zhuǎn)速（r/s）； f 為進(jìn)給量（mm/r）,2. 電動(dòng)機(jī)功率 PE PEPc/m m 為機(jī)床傳動(dòng)效率,三、影響切削力的因素,（一）工件材料的影響（系數(shù)CF 或單位切削力p體現(xiàn)） 工件材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性越大，切削力越大。,（二）切削用量的影響 apA 成正比， p不變， ap的 指數(shù)約等于1，因而 切削力成正比增加 fA 成正比，但 p 略

3、減小， f 的 指數(shù)小于1，因而 切削力增加但與f 不成正比,速度v 對(duì)F 的影響分為有積屑瘤和無(wú)積屑瘤兩種情況 在無(wú)積屑瘤階段， v 變形程度切削力減小,1. 在積屑瘤增長(zhǎng)階段 隨v 積屑瘤高度 變形程度，F(xiàn) ,2. 在積屑瘤減小階段 v 變形程度，F(xiàn) ,3. 在無(wú)積屑瘤階段 隨v ，溫度升高，摩擦 系數(shù)變形程度 F 計(jì)算F 時(shí)乘以修正系數(shù)Kv 或指數(shù)zF約為-0.15來(lái)體現(xiàn),（三）刀具幾何參數(shù)的影響 1. 前角0 的影響 加工塑性材料時(shí)，0 變形程度F,Fc,加工脆性材料時(shí)，切削變形很小， 0對(duì) F 影響不顯著 0 30或高速切削時(shí)， 0對(duì) F 影響不顯著,2. 主偏角r的影響 （1）r對(duì)

4、Fc影響較小， 影響程度不超過(guò)10% r在6075之 間時(shí)，F(xiàn)c最小。,（2）r對(duì)Fp、 Ff影響較大 Fp F cosr Ff F sinr Fp隨r 增大而減小， Ff隨r 增大而增大,3. 刃傾角s的影響 （1）s對(duì)Fc影響很小,（2） s對(duì)Fp、 Ff影響較大 Fp隨s增大而減小， Ff隨s增大而增大,4.負(fù)倒棱b1的影響,b1 與lf 之比增大, 切削力隨之增大。 當(dāng)切鋼b1/ lf 5或 切鑄鐵b1/ lf 3時(shí)， 切削力趨于穩(wěn)定，接 近于負(fù)前角的狀態(tài)。,5.刀尖圓弧半徑r的影響,（1）r對(duì)Fc影響很小 （2）Fp隨 r增大而增大 Ff隨 r增大而減小,r增大相當(dāng)于r減小的影響,（

5、六）刀具材料的影響 按立方氮化硼、陶瓷、涂層、硬質(zhì)合金、高速鋼順序， 切削力依次增大。,（五）切削液的影響 切削液潤(rùn)滑作用越好，力減 小越顯著，低速時(shí)更突出。,（四）刀具磨損的影響 后刀面平均磨損帶寬度VB 越大，摩擦越強(qiáng)烈，切削力 也越大。 VB對(duì)背向力Fp影響最顯著,切削熱與切削溫度,一、切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo),切削熱產(chǎn)生于三個(gè)變形區(qū)， 切削過(guò)程中消耗的能量約 98%轉(zhuǎn)換為熱能，切削熱 qPcFcv =Cfcapf 0.75v-0.15KFcv = Cfcapf 0.75v0.85KFc,切削熱通過(guò)切屑、工件、 刀具和周?chē)橘|(zhì)向外傳出,二、切削溫度的分布,紅外膠片法測(cè)得切鋼料的溫度場(chǎng)， 分析歸

6、納切削溫度分布規(guī)律： 剪切區(qū)等溫線與滑移線相近 OM線溫度比OA線上溫度高 剪切滑移相等的地方溫度相等， 剪切變形是切削熱的第一來(lái)源,2.前后刀面最高溫度點(diǎn)不在刀刃上 切屑上最高溫度比剪切區(qū)溫度高 切屑底層溫度比上層溫度高 摩擦是切削熱的又一來(lái)源,三、影響切削溫度的主要因素,切削溫度 一般指前刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的平均溫度,兩個(gè)方面：切削熱的產(chǎn)生與傳出,（一）切削用量的影響,由實(shí)驗(yàn)得出切削溫度經(jīng)驗(yàn)公式如下 C v z f y ap x 式中系數(shù)及指數(shù)見(jiàn)表1-4,由表中數(shù)據(jù)看出： z在0.30.5之間，y在0.150.3，x在0.050.1 切削用量時(shí)切削溫度 ，其中v 對(duì)影響最大，進(jìn) 給量 f 的影響比v 小，背吃刀量ap的影響很小。,（二）刀具幾何參數(shù)的影響 1. 前角0 的影響 0 變形程度F q 但0 20時(shí)，因散熱面積，對(duì)的影響減小,2. 主偏角r的影響 r ，切削寬度aw ，散熱面積 ,（三）工件材料的影響 強(qiáng)度硬度、塑性和韌性越大， 切削力越大，切削溫度升高。 導(dǎo)熱率大，散熱快，溫度下降,（四）刀具磨損的影響