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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,切削力,金属切削过程,重庆松溉职校 李正波,切削力金属切削过程重庆松溉职校 李正波,1,学习目标：,金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形成为切屑所需要的力称为切削力。研究切削力对刀具、机床、夹具的设计和使用都具有很重要的意义。学习本节主要掌握,：,1、切削分力及其对加工的影响；,2、影响切削力的因素；,3、切削力的计算。,学习目标：金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形成,2,一、切削力的产生来源,1,、,切屑形成过程中工件的弹性变形及塑性变形产生的抗力，,2,、,切屑对前刀面及工件对后刀面的磨擦力,切削力的来源.swf,一、切削力的产生来源 1、切屑形成过程中工件的弹性变形,3,二、切削力的分解,切削力一般指工件、切屑对车刀多个力的合力，为计算与测量方便，通常将,Fr,(F),分解成主运动方向、进给运动方向和切深方向三个互相垂直的分力,切削力的分解.swf,二、切削力的分解切削力一般指工件、切屑对车刀多个力的合力，为,4,1、,主切削力F,z,(F,c,),垂直于基面的分力叫主切削力,它是总切削力在主运动方向上的分力。,它与切削速度方向平行，所以又称,切向力,占,Fr,的,80-90%,，消耗机床总功率,90%,以上。,Fz,是设计机床动力、主传动系统零件强度和刚度的主要依据。,对加工的影响：,能使刀杆弯曲，因此在装夹车刀时刀杆应尽量伸出得短一些,并且可能导致电机负载过重而“闷车”,1、主切削力Fz(Fc),5,2、切深抗力,F,y,（F,p,）,在基面内与进给方向垂直的分力叫切深抗力，,它是总切削力在垂直于工作平面方向上的分力。,又称,径向力,、,背向力,、,吃刀力,它一般不消耗机床功率，,对加工的影响,使工件在水平面弯曲，影响工件的形状精度，还是产生振动的主要原因，,是影响工件加工质量的主要分力,2、切深抗力Fy（Fp）在基面内与进给方向垂直的分力叫切深抗,6,3、进给抗力,F,x,（F,f,）,在基面内并与进给方向相反的分力叫进给抗力,，是总切削力在进给运动方向上的分力，,又叫,进给力,，,轴向力,对加工的影响,它对进给系统零部件的受力大小有直接的影响,，是设计和校验进给机构所必需的数据。,3、进给抗力Fx（Ff）在基面内并与进给方向相反的分力叫进给,7,切削合力与分力的关系,F,r,=,切削合力与分力的关系Fr=,8,影响切削力的因素,1、,工件材料,工件硬度、强度越高，切削力就越大,例如：不锈钢1Cr18Ni9Ti的硬度接近45钢，但延伸率是45钢的4倍，所以切削变形大，切屑不易折断，加工时产生的切削力较45钢增大25%,切削脆性材料比切削塑性材料的切削力要小一些,例如HT200与45钢的硬度较接近，但切削力要比后者小40%左右。,影响切削力的因素1、工件材料,9,2、切削用量：,切削三要素中对切削力影响最大的是,a,p,其次是f，影响最小的是v,c,切削深度与切削力近似成正比,；,原因,：,a,p,增加一倍，切削宽度和切层厚度横截面积增大一倍，使切削变形和摩擦成倍增加，故,Fc,也增加一倍,进给量增加，切削力增加，但不成正比,；,f,增加一倍，,Fc,只增大70%80%,低速切削塑性材料时，切削力随,v,c,的提高而减小；切削脆性材料时,，,v,c,的变化对切削力的影响不明显,2、切削用量：,10,应用：,在生产实践中，如果刀具材料和机床性能允许，采用高速切削技术，既能提高生产效率，又使切削力减小。,应用：,11,3、车刀几何角度,对切削力影响最大的是,o、,k,r,、,s,。,o,增大 车刀锋利，切屑变形小，切削力也小,Kr,主要改变轴向分力与径向分力之比，,k,r,增大 径向分力,（Fy/Fp）,减小，轴向分力,（F,x/Ff,）,增大。车削细长轴时一定要选大的,k,r,。,s,对F,z,影响很小，对F,x,和F,y,影响比较显著，其原因是当,s,变化时，改变了F,z,的方向。当,s,由正值向负值变化时，F,y,增大而F,x,减小,3、车刀几何角度,12,4、,刀尖圆弧半径,刀尖圆弧半径增大时，使圆弧刃参加切削的长度增加，当工件的刚性不足时就会引起振动。,5、刀具材料,与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦，而影响切削力,。,立方碳化硼、陶瓷、涂层、硬质合金、高速钢,6、切削液,有润滑作用，使切削力降低,7、后刀面磨损,使切削力增大，对切深抗力,F,y,的影响最为显著,4、刀尖圆弧半径,13,切削力的计算,车削铸铁时,F,z,1000 a,p,f,车削钢件时,F,z,2000 a,p,f,其中，,F,z,-,主切削力，,N,a,p,-,背吃刀量，,mm,f-,进给量，,mm/r,切削力的计算车削铸铁时,14,
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