第1章切削力1-3课件.pptVIP

* 切削力的来源： 克服切削层材料和工件表面层材料对弹性变形、塑性变形的抗力； 克服刀具与切屑、刀具与工件表面间摩擦阻力所需的力。 第 一章 切削原理 第三节 切削力 将切削合力F分解为三个互相垂直的分力Fc 、Ff 、Fp Fc — 主切削力，与切削速度方向一致 Ff — 进给力，与进给方向平行，车外圆时为轴向力 Fp — 背向力(切深抗力)，与进给方向垂直，又称径 向力 一、切削力的分解 二、切削力与切削功率的计算 （一）用指数经验公式计算切削力 式中 KFc、 KFf、 KFp为切削条件修正系数，xFc、 yFc、 zFc等为指数，均可在切削用量手册中查到。 （二）用单位面积切削力计算切削力 由于单位切削力为 上式可查手册 kFc为切削条件修正系数 因此，有 （三）计算切削功率 切削功率 Pe Pe＝ Pc＋ Pf ＝ Fc v + Ff nwf 10-3 ≈ Fc v （W） Fc、切削力（N） Ff 进给力（N） v 切削速度（m/s） nw 工件转速（r/s） f 进给量（mm/r） PmPc /ηm ηm 为机床传动效率 2. 电动机功率 Pm 三、影响切削力的因素 （一）工件材料的影响（系数CF 或单位切削力kc体现） 工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大，切削力越大。 （二）切削用量的影响 ap↑→Ac成正比↑，kc不变， 因而切削力成正比增加。指数公式中 ap的 指数约等于1。 f↑→Ac成正比↑，但变形系数Λh有所下降，使kc略减小，因而切削力增加但与f 不成正比。指数公式中 f 的指数小于1。 v 对F 的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况 因此，在切削层面积相同时，增大 f 比增大ap要有利 1. 在积屑瘤增长阶段 随v ↑→积屑瘤高度↑ 变形程度↓，F ↓ 2. 在积屑瘤减小阶段 v↑→ 变形程度↑，F ↑ 3. 在无积屑瘤阶段 随v ↑，温度升高，摩擦 系数↓变形程度↓→ F ↓ 1. 前角γ0 的影响 加工塑性材料时，γ0 ↑→ 剪切角Φ ↑→变形程度↓→F↓ 加工脆性材料时，切削变形很小， γ0对 F 影响不显著。 （三）刀具几何参数的影响 （1）κr 对Fc影响较小，影响程度不超过10%，κr在60°～75°之间时，Fc 最小。 （2）κr 对Fp、 Ff影响较大 Fp＝ FD cosκr Ff＝ FD sinκr Fp随κr 增大而减小， Ff随κr 增大而增大 2. 主偏角κr 的影响 3. 刃倾角λs的影响 （1）λs 对Fc影响很小 （2）λs对Fp、 Ff影响较大 Fp 随λs增大而减小， Ff 随λs增大而增大 4.负倒棱bγ1的影响 bγ1 与lf (切屑与前刀面接触长度)之比增大, 切削力随之增大。 当切削钢bγ1/lf ≥5或切削铸铁bγ1/lf ≥3时，切削力趋于稳定，接近于负前角的状态。 5. 刀尖圆弧半径rε的影响 （1）rε对Fc影响很小。 （2）Fp随 rε增大（ κr减小）而增大，Ff 随 rε增大而减小。 rε增大相当于κr 减小的影响 切削液润滑作用越好，力减小越显著，低速时更突出。 后刀面平均磨损带宽度VB越大，摩擦越强烈，切削力也越大。 VB对背向力Fp影响最显著 （四）刀具磨损的影响 （五）切削液的影响 与刀具材料间的亲和性有关。 按立方氮化硼、陶瓷、涂层、硬质合金、高速钢顺序，切削力依次增大。 （六）刀具材料的影响 *