1．计算切削力的指数公式 常用的指数公式如下： 式中 Fc、Fp、Ff ─ 分别为主切削力、背向力、进给力； CFc、CFp、C Ff ─ 决定于被加工材料和切削条件的系数； xFc、yFc、nFc、xFp、yFp、nFp、xFf、yFf、nFf ─公式中切削用量的指数； KFc、KFp、KFf ─ 三个分力计算中，当实际加工条件与求得经验公式的条件不同时，各种因素对切削力影响的修正系数之积。 各系数、指数及修正系数之值可查阅《金属切削手册》。 2．用单位切削力算主切削力 已取得了不同刀具、工件材料及不同加工条件下的单位切削力和单位切削功率的实验统计数据。从手册中可查到这些数据。表3-2几种常用材料的单位切削力、单位切削功率，由式(3-13)计算出Fc。 表3—2 硬质合金外圆车刀切削常用金属材料的单位切削力、单位切削功率 工 件 材 料 | 单位切削功率/[KW/(mm3/s)] | 单位切削力/(N/mm2) | 实 验 条 件 | 名称 | 牌号 | 制造热处理状态 | 硬度/HBS | 刀具几何参数 | 切削用量范围 | 钢亚洲动物保护基金会 | 45 | 热轧或正火 | 187 | 196210-6 | 1962 | =15° =75° =0° | 前刀面带卷屑槽 | br1=0 | Vc=1.5~1.75m/s ap=1~5mm f=0.1~0.5mm/r | 调质(淬火高温回火) | 229 | 230510-6 | 阿拓莫兰2305 | br1=0.1~0.15mm | 淬硬(淬火低温回火) | 44(HRC) | 264910-6 | 2649 | r01=-20° | 40Cr | 热轧或正火 | 212 | 196210-6 | 1962 | 贝尔不等式 br1=0 | 调质(淬火高温回火) | 285 | 230510-6 | 2305 | r01=-20°br1=0.1~0.15mm | 灰铸铁 | HT200 | 退火 | 170 | 111810-6 | 1118 | br1=0平前刀面,无卷屑槽 | Vc=1.17~1.42m/s ap=2~10mm f=0.1~0.5mm/r | | | | | | | | | | |
3．影响切削力的因素 ⑴工件材料的影响 工件材料的强度、硬度越高，剪切强度τs越大，虽然切削厚度压缩比有所下降，但切削力总趋势还是增大的。强度、硬度相近的材料，塑性大，则与刀面的摩擦系数μ也较大，故切削力增大。灰铸铁及其它脆性材料，切削时一般形成崩碎切屑，切屑与前刀面的接触长度短，摩擦小，故切削力较小。材料的高温强度高，切削力增大。 中国进出口银行⑵切削用量的影响 ①背吃刀量和进给量的影响 背吃刀量ap或进给量f加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同。加大ap 时，切削厚度压缩比不变，切削力成正比例增大；加大f加大时，有所下降，故切削力不成正比例增大。在车削力的经验公式中，加工各种材料的ap余伟民指数xFc≈1，而f的指数yFc=0.75～0.9，即当ap加大一倍时，Fc也增大一倍；而f加大一倍时，Fc只增大68%～86%。因此，切削加工中，如从切削力和切削功率角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。 ②切削速度的影响 在图3-15的实验条件下加工塑性金属，切削速度vc＞27m/min时，积屑瘤消失，切削力一般随切削速度的增大而减小。这主要是因为随着vc的增大，切削温度升高，μ下降，从而使ξ减小。在vc＜27m/min时，切削力是受积屑瘤影响而变化的。约在vc=5m/min时已出现积屑瘤，随切削速度的提高，积屑瘤逐渐增大，刀具的实际前角加大，故切削力逐渐减小；约在vc=17m/min处，积屑瘤最大，切削力最小；当切削速度超过vc=17m/min，一直到vc=27m/min时，由于积屑瘤减小，使切削力逐步增大。 图3-15 切削速度对切削力的影响 切削脆性金属(灰铸铁、铅黄铜等)时，因金属的塑性变形很小，切屑与前刀面的摩擦也很小，所以切削速度对切削力没有显著的影响。 ⑶刀具几何参数的影响 ①前角的影响 前角γo加大，被切削金属的变形减小，切削厚度压缩比值减小，刀具与切屑间的摩擦力和正应力也相应下降。因此，切削力减小。但前角增大对塑性大的材料(如铝合金、紫铜等)影响显著，即材料的塑性变形、加工硬化程度明显减小，切削力降低较多；而加工脆性材料(中国中治灰铸铁、脆铜等)，因切削时塑性变形很小，故前角变化对切削力影响不大。 ②负倒棱的影响 前刀面上的负倒棱(如图3-16a)，可以提高刃区的强度， 图3-16 负倒棱对切削力的影响 但此时被切金属的变形加大，使切削力有所增加。负倒棱是通过它的宽度br1对进给量f的比值(br1/ f)来影响切削力的。br1/ f增大，切削力增大。当br1小于lf(lf为切屑与刀具前刀面的接触长度)时(如图3-16b)，切屑除与倒棱接触外，还与前刀面接触，前刀面仍起作用。而当切钢br1/ f≥5或切灰铸铁br1/ f≥3，即br1大于l f时(如图3-16c),切屑只与倒棱接触，不与前刀面接触，切削力趋于稳定，且相当于用负前角为γo1刀加工时的切削力。 ③主偏角的影响 由(图3-14b) 可知，Fp=Ffocosκr ； Ff=Ffpsinκr。偏角加大时，只改变Fp和Ff的比例。 ④刃倾角的影响 刃倾角对切削力的影响见(图3-17)。刃倾角λs减小时，Fy 增大，Fx减小。刃倾角在10o～-45o的范围内变化时，Fz基本不变。 图3-17刃倾角对切削力的影响 图3-18 车刀后刀面磨损量对切削力的影响 ⑷刀具磨损的影响 图3-18表示车削45钢时，后刀面磨损量对切削力的影响。后刀面磨损增大，使主后刀面与加工表面的接触面积增大，后刀面上的法向力和摩擦力都将增大，故切削力加大。 ⑸切削液的影响 以冷却作用为主的水溶液对切削力影响很小；而润滑作用强的切削油，由于其有效地减少了刀具前刀面与切屑、后刀面与工件表面之间的摩擦，甚至还能减少被加工金属的塑性变形，从而能显著地降低切削力。 ⑹刀具材料的影响 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，直接影响切削力的变化。如在同样的切削条件下，陶瓷刀具切削力最小，硬质合金刀具次之，高速钢刀具的切削力最大。 | 
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议