2.2切削过程的基本规律 +2.2.1切削力 1.切削力分析及切削功率 ÷（1)切削力的产生 ①、切削力的概念： ·刀具在切削过程中克服加工阻力 所需的力。 主页 上一页 下一页 后退 退出
2.2 切削过程的基本规律 2.2.1 切削力 ❖1. 切削力分析及切削功率 ❖（1）切削力的产生 ❖①、切削力的概念： ❖刀具在切削过程中克服加工阻力 所需的力
切削力的产生 ·A、克服被加工材料对 切厨 弹性变形的抗力 。B、克服被加工材料对 塑性变形的抗力 。C、克服切屑对刀具前 刀面的摩擦力和刀具后 刀面对过渡表面和已加 塑性压力 摩擦力 工表面间的摩擦力。 弹性压力 切削力的产生 主页 上一页○ 下-页○ 后退 退出
②、切削力的产生 ❖ A、克服被加工材料对 弹性变形的抗力 ❖ B、克服被加工材料对 塑性变形的抗力 ❖ C、克服切屑对刀具前 刀面的摩擦力和刀具后 刀面对过渡表面和已加 工表面间的摩擦力。 切削力的产生
。(2)切削合力及分力 Fr-F+F FD=+F ÷合力F,=+F+ F 一进给力 ÷Fp一背向力 ÷Fe一切削力 切削合力及分解 ÷F,为总合力在切削层尺寸平面上的投影 主页上一页○下-页后退 退出
❖ （2）切削合力及分力 ❖ Fr ＝ ❖ FD ＝ ❖ 合力Fr ＝ ❖ Ff ——进给力 ❖ FP ——背向力 ❖ Fc ——切削力 ❖ FD为总合力在切削层尺寸平面上的投影 2 2 Fc + FD 2 2 Fp + Ff 2 2 2 Fc + Fp + Ff 切削合力及分解
÷(3)切削功率 概念： ÷切削过程中所消耗的功率称为切削功率Pc。 ÷背向F在力的方向无位移，不做功，因此切削 功率为进给力F与切削力Fc所做的功。 ÷根据功率公式切削功率： ÷Pe=(FcUe+Fnf/1000)×10-3KW 。式中，F切削力(N),ue切削速度(m/min) F进给力(N),n工件转速(rs),f进给量 (mm) ÷由于F消耗功率一般小于1%~2%，可以忽略不 计，因此功率公式可简化为： Pe=Fe Uc X10-3KW 主页 上一页 下一页 后退 退出
❖ （3）切削功率 概念： ❖ 切削过程中所消耗的功率称为切削功率Pc。 ❖ 背向力FP在力的方向无位移，不做功，因此切削 功率为进给力Ff与切削力Fc所做的功。 ❖ 根据功率公式切削功率： ❖ Pc ＝ （ Fc υc ＋ Ff nf /1000）×10-3KW ❖ 式中， Fc切削力（N）， υc切削速度（m/min）， Ff进给力（N），n工件转速（r/s），f进给量 （㎜） ❖ 由于Ff消耗功率一般小于1％～2％，可以忽略不 计，因此功率公式可简化为 ： ❖ Pc ＝ Fc υc ×10-3KW
2切削力的计算： (1)指数公式 指数公式应用较广，它的形式如下： Fe =Crarf =C,f Fp F时KF 上式中，CE、C,、CE,为被加工金属的切 削条件系数，KF。、K5,、KF,为当加工条件 与经验公式条件不同时的修正系数。 主页 上一页 下一页。 后退 退出
❖ ２.切削力的计算： ❖ （1）指数公式 ❖ 指数公式应用较广，它的形式如下： ❖ 上式中，C 、C 、C 为被加工金属的切 削条件系数， K 、K 、K 为当加工条件 与经验公式条件不同时的修正系数。 Fc Fp Ff Fc Fp Ff
·(2)单位切削力公式 ①概念： 。单位切削力指单位切削面积上的切削力。 公式：F。 F K=AD= (N/mm2) 式中，Fe切削乃(N), ÷Ap切削面积(mm2), ÷ap背吃刀量(m),f进给量(mmlr)。 ÷K可以查表。 主页上一页下- 后退 退出
❖ （2）单位切削力公式 ❖ ①概念： ❖ 单位切削力指单位切削面积上的切削力。 ❖ 公式： ❖ Kc = = （N/㎜2） ❖ 式中，Fc切削力（N）， ❖ AD切削面积（㎜2）， ❖ ap背吃刀量(㎜)，f进给量（㎜/r）。 ❖ Kc可以查表。 D c A F a f F p c
。3影响切削力的因素 (1)工件材料 (2)切削用量 ①、 背吃刀量a与进给量影响 ②、切削速度 (3)刀具几何参数 ①、刀具前角 ②、刀具主偏角K和刀尖圆弧半径 ③、刀具刃倾角λS (4)刀具材料与切削液 上一页 下一页 后退 退出
❖ ３.影响切削力的因素 ❖ （1）工件材料 ❖ （2）切削用量 ❖ ①、背吃刀量ap与进给量f影响 ❖ ②、切削速度 ❖ （3）刀具几何参数 ❖ ①、刀具前角 ❖ ②、刀具主偏角κr和刀尖圆弧半径 ❖ ③、刀具刃倾角λs ❖ （4）刀具材料与切削液
(1)工件材料 一 般材料的强度愈高，硬度越大，加工硬化 性越强，塑性变形越大，加工此材料所需的 切削力也越大。 ÷有多种因素影响时，综合考虑。如奥氏体不 锈钢，虽然强度、硬度低，但加工硬化能力 大，因此切削力也较大。铜、铝塑性变形大， 但加工硬化小，切削力较低。 888888888用
（1）工件材料 ❖ 一般材料的强度愈高，硬度越大，加工硬化 性越强，塑性变形越大，加工此材料所需的 切削力也越大。 ❖ 有多种因素影响时，综合考虑。如奥氏体不 锈钢，虽然强度、硬度低，但加工硬化能力 大，因此切削力也较大。铜、铝塑性变形大， 但加工硬化小，切削力较低
(2)切削用量 ÷背吃刀量a与进给量f影响 因为切削面积Ap三a。f,所以背吃刀量a,与 进给量的增大都将增大切削面积。切削面 积的增大将使变形力和摩擦力增大， 切削力 也将增大，但两者对切削方影响不同 ÷由于进给量「的增大会减小切削层的变形， 所以背吃刀量a,对切削力的影响化进给量大。 ÷在生产中，如机床消耗功率相等，为提高生 般采用提高进给量而不是背吃万
（2）切削用量 ❖ 背吃刀量ap与进给量 f 影响 ❖ 因为切削面积 AD＝ ap f ，所以背吃刀量ap与 进给量 f 的增大都将增大切削面积。切削面 积的增大将使变形力和摩擦力增大，切削力 也将增大，但两者对切削力影响不同。 ❖ 由于进给量 f 的增大会减小切削层的变形， 所以背吃刀量ap对切削力的影响比进给量f大。 ❖ 在生产中，如机床消耗功率相等，为提高生 产效率，一般采用提高进给量而不是背吃刀 量的措施
切削速度对切削力的影响 积屑瘤产生阶段，由 3251 高务餐家酚希关， 300 在积屑瘤消失阶段， 275 切削方逐渐增天， ÷积屑瘤消失时， 250 方F送到最天， 又开始减小。 40 80120160 200 (与对变形系数的影 切削速度v(m/min) 响一 都有马鞍形 变化
❖ 积屑瘤产生阶段，由 于刀具实际前角增大， 切削力减小。 ❖ 在积屑瘤消失阶段， 切削力逐渐增大， ❖ 积屑瘤消失时，切削 力Fc达到最大，以后 又开始减小。 ❖ （与对变形系数的影 响一样，都有马鞍形 变化。） 250 275 300 325 40 80 120 160 200 切削速度 (m/min) 切削力 Fc (9.8N) υc 切削速度对切削力的影响