第二章第2节-切削力课件.pptVIP

第二节 切削力 一.切削力的来源与切削分力 切削力：金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力。 切削力的来源： (1)克服被加工材料对弹性 变形和塑性变形的抗力； (2)克服切屑对前刀面的摩 擦力和刀具后刀面与已加 工表面之间的摩擦力。 第二节 切削力 切削分力 (1)Fc——主切削力。它切于过渡表面并与基面垂 直。Fc是计算车刀强度，设计机床零件，确定机 床功率所必需的。 (2)Ff——进给力。它 在基面里并与工件轴 线方向平行与进给方 向相反的力。Ff是设 计进给机构，计算车 刀进给功率所必需的。 第二节 切削力 (3)Fp——背向力。它在基面里并与工件轴线垂直的力。Fp是进行加工精度分析、计算工艺系统刚度以及分析工艺系统振动时，所必须的参数。 第二节 切削力 第二节 切削力 二、切削功率 切削功率Pe：是指消耗在切削过程中的总功率。为切削功率Pc与进给功率Pf之和。 Fc消耗的功率约占总功率的90％以上；Ff消耗的功率只占总功率的1％～5％，可忽略不计；Fp不消耗功率。 机床电机功率 第二节 切削力 三、单位切削力 单位切削力：单位切削层面积上的主切削力。 四、切削力计算的经验公式 两种方法： (1)计算切削力的指数公式 (2)按单位切削力计算切削力 第二节 切削力 五、影响切削力的因素 （1）工件材料 强度、硬度越高，或塑性、韧性越好→切削力↑ （2）刀具几何角度 前角的影响: γ0↑ →切削变形↓→切削力↓。（塑性材料） 后角的影响：α0 ↑ →后刀面与工件摩擦↓→切削力↓ 主偏角的影响： Fp=FDcosKr Ff=FDSinKr Kr ↑ → Fp ↓, Ff ↑ 负倒棱的影响：负倒棱可提高刀具的刃口强度， 但会使切削力↑； 影响切削力因素 第二节 切削力 （3）切削用量 背吃刀量和进给量：ap和f ↑ →切削力↑ ◆背吃刀量与切削力近似成正比； ◆进给量增加，切削力增加，但不成正比； 切削速度： 无积屑瘤：vc ↑ →切削力↓ 有积屑瘤：积屑瘤增长期vc ↑ →切削力↓ 积屑瘤消退期vc ↑ →切削力↓ （4）刀具材料 刀具材料与被加工材料间的摩擦系数，影响到摩擦力的变化，直接影响着切削力的变化。 * * 合力F 称为推力 式中 Fc —— 主切削力（N）； v —— 主运动速度（m/s）。 切削力经验公式 式中 CFc , CFp , CFf —— 与工件、刀具材料有关系数； xFc , xFp , xFf —— 背吃刀量ap 对切削力影响指数； yFc , yFp , yFf —— 进给量 f 对切削力影响指数； KFc , KFp , KFf —— 考虑切削速度、刀具几何参数、刀具磨损等因素影响的修正系数。 ◆ 前角γ0 增大，切削力减小 ◆ 主偏角κr 对主切削力影响不大，对背向力和进给力影响显著（ κr ↑—— Fp↓，Ff↑） 前角对γ0切削力的影响 前角γ0 切削力F γ0 - Fc γ0 – Fp γ0 – Ff 主偏角κr对切削力的影响 主偏角κr / ° 切削力/ N 30 45 60 75 90 κr - Fc κr – Ff κr – Fp 200 600 1000 1400 1800 2200 刀具几何角度影响