切削力和切削功率
4章切削力及切削功率
2. 主偏角κr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
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
得到含未知数
c
，
0
c1，
，
c
n
共
(n
1)个线性方程。
该线性方程组可表示成 正规方程形式：
（
，
0
）（
( y, 0 )
（
，
1
）（
0
，
1
）（
1
，
1
n）
c1
(
y
,
1
)
（
，
n
）（
0
，
n
1）（
，
n
n）
c
n
(
y
,
n
)
用指数曲线 FC Cf f yFc 拟合
FC Cf f yFc lgFC lgCf yFc lgf yabx 其中 ylgFC,algCf ,xlgf,byFc 0 (1,1,1,1,1)T,1(x)(lg0.1,lg0.2,lg0.3,lg0.4,lg0.5)T y(lg86,8lg179,2lg243,2lg307,2lg390)4T
cso in cs o (x o)sc sio x n c so x () sctg tgx
利用： tg cos0 h sin0
切削力_切削热_切削液
（3）切削合金钢比切削中碳钢切削速度应降低20％～ 30％；切削调质状态的钢比正火、退火状态钢要 降低20％～ 30％；切削有色金属比切削中碳钢的 切削速度可提高100％～ 300％；
（4）刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高。
（5）精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区域。 （6）断续切削及加工大件、细长件和薄壁工件时，应
合理切削用量是指使刀 具的切削性能和机床的动力性能 得到充分发挥，并在保证加工质 量的前提下，获得高生产率和低 加工成本的切削用量。
2、被吃刀量、进给量和切削速度的选定
1）、被吃刀量的选定
粗加工时，一次走刀尽可能切除全部余量，被吃刀量 等于加工余量。
半精加工时，被吃刀量取为0.5～2mm。 精加工时，被吃刀量取为0.1～0.4mm
精加工刀具切削负荷小，刀具耐用度应比粗加工刀具选得
高些。
大件加工时，为避免一次进给中中途换刀，刀具耐用度应
选得高些。
（五）、影响刀具寿命的因素
刀具寿命：刀具从开始投入使用到完全报废的总切削时
间
刀具几何参数 刀 具 材 料 工 件 材 料 切 削 用 量
五、 切削用量的选择
1、选择切削用量的原则
3）切削液的清洗作用
切削液
切削液(cutting fluid)的冷却作用主要靠
热传导带走大量的切削热， 从而降低切削温度，提高刀 具寿命；减少工件、刀具的 热变形，提高加工精度；降 低断续切削时的热应力，防 止刀具热裂破损等。
使用切削液后，切屑、工 件与刀面之间形成完全的润滑油膜， 成为流体润滑摩擦，此时摩擦系数 很小；实际情况是属于边界润滑摩 擦，其摩擦系数大于流体润滑，但 小于干摩擦。
3-2切削力
生产中，为了分析切削力对工件、 生产中，为了分析切削力对工件、刀具和机床的 影响，通常把总切削力 分解为三个分力。如图3-15 总切削力F分解为三个分力 影响，通常把总切削力 分解为三个分力。如图 所示。其中： 所示。其中： 也称主切削力， 切削力 ——也称主切削力，车外圆时，又称切向力。 也称主切削力 车外圆时，又称切向力。 它是总切削力在主运动方向的分力， 切削速度的方向 它是总切削力在主运动方向的分力，与切削速度的方向 主运动方向的分力 一致。消耗90﹪以上的切削功率，是计算刀具强度、 一致。消耗 ﹪以上的切削功率，是计算刀具强度、机 床功率的主要依据。 床功率的主要依据。
2．切削用量
（1）背吃刀量和进给量 ）
ap
f
背吃刀量和进给量f加大， 背吃刀量和进给量 加大，均使切削力增大，但两 加大
者的影响程度不同。见表3-1。 者的影响程度不同。见表 。
f
ap
进给量不变背吃刀量增加一倍，切削力也增大一倍。 进给量不变背吃刀量增加一倍，切削力也增大一倍。
不变，进给量增大一倍时，切削力不成正比例增加， 不变，进给量增大一倍时，切削力不成正比例增加，增 大0.7~0.8倍。上述影响反映在切削力实验公式中指数， 倍
vc
vc
率，又使切削力减小。 又使切削力减小。
3．刀具几何参数 （1）前角 γ o ） γ 切削塑性材料时， 增大，变形减小， 切削塑性材料时， o 增大，变形减小，切削力
Fc、Fp、Ff降低。如图 、 、 降低 如图3-18所示。 降低。 所示。 所示 切削脆性材料时，由于变形小，摩擦小， 切削脆性材料时，由于变形小，摩擦小，前角对 切削力的影响不明显。 切削力的影响不明显。 负倒棱使切削刃变钝，切削力增加。 （2）负倒棱 负倒棱使切削刃变钝，切削力增加。 ） （3）主偏角 ） r 由图3-20可知，主偏角的变化，改变背向力和进给力的比 可知， 由图 可知 主偏角的变化， 主偏角增大，背向力减少， 例，主偏角增大，背向力减少，进给力增大。生产 车细长轴时 系统刚性差， 中，车细长轴时，系统刚性差，止工件在背向力 ° ° 甚至大于90°），以防止工件在背向力 腰鼓形工件 作用下变形而加工出腰鼓形工件。 作用下变形而加工出腰鼓形工件。
机械制造工艺-切削力与切削功率
—切削力与切削功率—
目录 \ CONTENTS
01 切 削 力
02 切 削 功 率
切
削
力
一、切削力的来源，切削合力及其分解
1、切削力的来源
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，称为切削力。切 削力来源于三个方面： (如图1所示)
（1）克服被加工材料对弹性变形的抗力； （2）克服被加工材料对塑性变形的抗力； （3）克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面 对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。
若Pm >PE ·ηm，则应考虑降低切削功率Pm ,此时应通 过减小Fc或降低υ的方法来解决。
作业
1.切削力的来源有哪些？ 2.若加工过程中超负荷切削，该如何处理？
削
力
3.切削力的经验公式
若已知ap和f，车削时Fc可用下面的近似公式计算：
切削钢件时：
Fc=2000 ap · f （N）
切削铸铁时：
Fc=1000 ap· f （N）
切
削
力
二、影响切削力的因素
1.工件材料 材料的强度、硬度越高，变形抗力越大，切削力就越大。
若材料的强度、硬度相近，塑性越大则切削力越大。 2.切削用量 （1）背吃刀量ap和进给量f
切削功率
切削功率是切削分力消耗功率的总和。
切削功率Pm的计算式为:
Pm Fcv 103 kw
式中：Fc —主切削力 ，N； v —切削速度，m/s
切削功率
实际应用中，通常根据切削功率Pm校核机床电动机功率PE ，
以判断是否超负荷切削。要求：
Pm ≤PE ·ηm 式中 ηm——机床传动效率，一般取0.75~0.85 。
加工参数计算公式
加工参数计算公式
加工参数计算公式是指在机械加工中，根据工件的特性和加工要求，计算出加工参数的公式。
主要包括以下内容：
1. 切削速度计算公式：切削速度=π×直径×转速÷60，其中π取3.14。
2. 进给速度计算公式：进给速度=每齿进给×齿数×转速，其中每齿进给指每个齿槽切削时的进给量，齿数指刀具上的齿数。
3. 切削深度计算公式：切削深度=每齿进给×齿数，其中每齿进给和齿数同上。
4. 切削力计算公式：切削力=切削力系数×主轴转矩÷刀具半径，其中切削力系数是由材料、切削参数等因素确定的常数。
5. 主轴转矩计算公式：主轴转矩=刀具力×刀具半径，其中刀具力由切削力计算公式得出。
6. 切削功率计算公式：切削功率=切削力×切削速度，其中切削力由切削力计算公式得出，切削速度同上。
通过以上公式计算出加工参数，可以保证机械加工过程中的效率和质量，提高生产效益。
- 1 -。
车床切削力与切功率计算
车床切削力与切功率计算车床切削力与切功率计算是机床切削力分析的一个重要方面。
在机床加工中，切削力的大小直接影响到车刀的刀具寿命、工件形状精度和加工表面质量。
切功率则是衡量机床切削作业效率的指标之一、下面将介绍车床切削力与切功率的计算方法。
1.车床切削力计算方法(1)轴向力的计算：轴向力是车床在车刀切削工件时，垂直于进给方向的力。
可以通过以下公式进行计算：Fa = Kc×fz×n×ap其中，Fa 表示轴向力，Kc 表示切削力系数，fz 表示每齿进给量，n 表示主轴转速，ap 表示每刀进给深度。
(2)径向力的计算：径向力是车床在车刀切削工件时，平行于工件表面且指向刀具中心的力。
可以通过以下公式进行计算：Fr = Kr×fn×"其中，Fr 表示径向力，Kr 表示径向切削力系数，fn 表示主轴转速，"表示切削深度。
(3)切向力的计算：切向力是车床在车刀切削工件时，沿着工件轮廓方向的力。
可以通过以下公式进行计算：Fc = Kt×fz×n×ap其中，Fc 表示切向力，Kt 表示切削力系数，fz 表示每齿进给量，n 表示主轴转速，ap 表示每刀进给深度。
2.切功率的计算方法切功率可以通过以下公式进行计算：其中，Pc表示切功率，Fc表示切向力，Vc表示切削速度，Fr表示径向力，Vr表示进给速度。
计算结果单位为千瓦。
3.参数的确定与切削力系数的选择切削力系数是切削力计算中的重要参数，它与加工材料、刀具材料、刀具类型等有关。
选择适合的切削力系数能提高计算的准确性，常见的切削力系数有经验值、查表法、试验法等方法。
在实际应用中，可以根据材料的特性和经验选择适当的切削力系数。
不同的材料和切削条件下，切削力系数的选择可能存在一定的差异。
总之，车床切削力与切功率的计算对于机床切削性能的分析和加工参数的确定非常重要。
准确计算切削力和切功率有助于优化切削过程、提高加工效率，并提高加工质量。
车铣床功率和切削力计算
车铣床功率和切削力计算车铣床的功率和切削力计算是车铣加工过程中的两个重要参数，能够直接影响到工件加工质量和加工效率。
本文将详细介绍车铣床功率和切削力的计算方法。
一、车铣床功率计算：1.切削力计算方法：车铣加工过程中的主要切削力包括切削力Fc、进给力Ff和主轴载荷Fz。
根据切削力的定义，切削力可以用公式Fc = M/(r*cosα)计算，其中M为切削扭矩，r为刀具半径，α为刀具主轴倾角。
进给力可以用公式Ff = Fr*tgβ计算，其中Fr为沿机床进给方向上的切削力，β为锋角。
主轴载荷可以用公式Fz = Mtgβ/R计算，其中M为切削扭矩，β为锋角，R为刀具倾角与水平面之间的距离。
2.切削功率计算方法：车铣加工过程中的切削功率可以用公式P=Fc*V/1000计算，其中P为切削功率，Fc为切削力，V为切削速度。
其中切削速度V可以用公式V=π*D*N/1000计算，其中D为刀具直径，N为主轴转速。
3.车铣床功率计算方法：二、车铣床切削力计算：车铣床切削力是指车铣加工过程中刀具对工件施加的力。
切削力的大小影响着工件表面质量和刀具的耐用性。
下面将介绍车铣床切削力的计算方法。
1.切削力系数计算方法：车铣加工过程中切削力的大小与切削条件、刀具几何形状、工件材料力学性能等因素有关。
切削力系数和以上因素有关，可以通过实验或者理论计算得到。
通过实验测得的切削力系数可以用于计算不同工况下的切削力。
通过理论计算可以使用切削力模型和材料力学性能来确定切削力系数。
2.切削力计算方法：在已知切削力系数的情况下，可以通过切削力系数和切削力的定义来计算切削力。
切削力可以用公式F=Kc*Fc计算，其中F为切削力，Kc为切削力系数，Fc为主切削力。
3.切削力分力计算方法：切削力包括主切削力Fc和切削力的分力Fx和Fy。
主切削力Fc可以通过切削力的计算方法得到。
切削力的分力Fx和Fy可以用公式Fx =F*cosγ和Fy = F*sinγ计算，其中F为切削力，γ为切削角。
数控加工切削参数计算公式
数控加工切削参数计算公式
1.切削速度：切削速度是指工件表面上单位时间内被切削掉的长度。
切削速度的计算公式为：
切削速度（Vc）=π×刀具直径（D）×转速（n）
2.进给速度：进给速度是指切削刀具在单位时间内在工件上的移动距离。
进给速度的计算公式为：
进给速度（Vf）=切削速度（Vc）×进给量（f）
3.主轴转速：主轴转速是指主轴每分钟旋转的圈数，可以通过切削速度和刀具直径来计算，也可以根据机床性能和加工工艺选择合适的主轴转速。
4.加工时间：加工时间是指完成一次切削加工所需的时间，可以通过计算工件长度和进给速度来估算。
加工时间的计算公式为：
加工时间（T）=工件长度（L）/进给速度（Vf）
5.切削力：切削力是切削加工中刀具对工件产生的力，影响机床的刚性和切削质量。
切削力的计算公式包括切削力系数、切削力的方向和切削力的大小。
切削力的计算需要根据刀具的几何形状和材料的性质进行实验或理论推导。
6.切削功率：切削功率是指切削加工中刀具对工件消耗的功率，可以通过切削力和切削速度来计算。
切削功率的计算公式为：
切削功率（Pc）=切削力（Fc）×切削速度（Vc）。
切削力与切削功率
❖ 切削力与切削功率
1. 切屑力的产生与分解
(2)切削力的分解
图7.7 切屑力的分解
主切削力(切向力)Fc 进给力(轴向力或进给力)Ff 背向力(径向力或吃刀力)Fp
金属切削加工的基本知识
❖ 切削力与切削功率
1. 切屑力的产生与分解
(1)主切削力(切向力)Fc
它是主运动方向上的切削分力,切于过渡表面并与基面垂直, 消耗功率最多
3. 影响切削力的因素
切削过程中,影响切削力的因素很多。凡影响切削变形和摩擦 系数的因素,都会影响切削力
从切削条件方面分析,主要有以下几个方面：
(1)工件材料 (2)切削用量 (3)刀具几何参数
金属切削加工的基本知识
❖ 切削力与切削功率
3. 影响切削力的因素
(1)工件材料
一般来说,材料的强度愈高、硬度愈大,切削力愈大
它是计算刀具强度、设计机床零件,确定机床功率的主要依据
金属切削加工的基本知识
❖ 切削力与切削功率
1. 切屑力的产生与分解
(2) 进给力(轴向力或进给力)Ff
它是作用在进给方向上的切削分力,处于基面内并与工件轴线 平行的力
它是设计进给机构、计算刀具进给功率的依据
金属切削加工的基本知识
❖ 切削力与切削功率
1. 切屑力的产生与分解
(3)背向力(径向力或吃刀力)Fp
它是作用在吃刀方向上的切削分力,处于基面并与工件轴线垂 直的力
它是确定与工件加工精度有关的工件挠度、切削过程的振动 的力
金属切削加工的基本知识
❖ 切削力与切削功率
1. 切屑力的产生与分解
(2)切削力的分解
根据实验,当γr=45°和γo=45°时,Fc、Ff、Fp之间有以 下近似关系:
切屑力和功率计算
切屑力和功率计算切削力和功率计算是机械加工中的重要内容，它们对于加工过程的稳定性和效率具有重要影响。
本文将从理论和实际应用的角度，分别介绍切削力和功率的计算方法。
一、切削力的计算切削力是指在机械加工过程中切削刀具对工件所产生的力。
切削力的大小与切削刀具的材料、切削速度、进给量、切削深度等因素有关。
常用的切削力计算公式有几种，其中最常见的是切削力公式：F = kc * kc1 * kc2 * kc3 * kc4 * kc5 * kc6 * kc7 * kc8 * kc9 * kc10其中F为切削力，kc为切削力系数。
切削力系数是根据实际加工情况和经验总结得出的，不同的材料和切削条件下，切削力系数的取值也不同。
根据具体情况选择合适的切削力系数，可以得到较为准确的切削力值。
二、功率的计算功率是指在机械加工过程中单位时间内所做的工作量，是衡量加工过程中能量转化效率的重要指标。
功率的计算与切削力有密切关系，一般可以根据切削力和切削速度来计算。
功率的计算公式为：P = F * Vc其中P为功率，F为切削力，Vc为切削速度。
切削速度是指切削刀具上任意切削点的线速度，通常用米/分钟表示。
切削速度的大小与机床主轴转速和刀具直径有关。
根据实际加工情况，选择合适的切削速度和切削力，可以计算出所需的功率值。
三、切削力和功率计算的应用切削力和功率的计算在机械加工中具有重要的应用价值。
通过计算切削力和功率，可以评估加工过程的稳定性和效率，为合理选择切削条件和切削工具提供依据。
同时，在加工过程中，通过实时监测切削力和功率的变化，可以及时发现加工中的问题，保证加工质量和安全。
切削力和功率的计算方法在实际应用中有多种途径。
一方面，可以通过相关的机械加工手册和文献，查找切削力系数和切削力公式，根据实际情况进行计算。
另一方面，现代数控机床和加工中心通常配备有切削力和功率监测系统，可以实时测量和计算切削力和功率，提供实时的加工参数和反馈信息。
第4讲 切削力
主偏角对切削力的影响
ac=f sin Kr Kr < 60 时：Kr ac Fz 降低； Kr> 75 时：虽然Kr ac ，但是 Kr 但刀 尖圆弧刃工作长度 ，且占主导作用 Fz增大 Kr Fy Kr Fx 对脆性材料，作用不明显，Kr Fz 降低。
机床和装夹
（一）工件材料方面
工件材料物理力学性能、化学成分、热处理状态和切削
前材料的加工状态都影响切削力的大小。 工件材料强度、硬度愈大、切削力愈大。 工件材料化学成份不同，如合碳量多少，是否含有合金 元素等，切削力不同。 热处理状态不同，硬度不同，切削力也不同（淬火、调 质、正火）。
Pm=Fzv10-3KW
由切削功率Pm可求得机床电机功率PE，即：
式中 m机床传动效率，一般为0.75～0.85。
切削力的计算
1. 测量机床功率计算切削力 2. 切削力试验的测量
3. 经验公式（查手册）
4. FEM分析计算 5. 理论公式（计算与预报）
切削力的计算方法
（1）测量机床功率
利用功率表直测量机床的功率，然后求得切削力的 大小。该方法较粗糙，误差大。
注意，Fz、Fx、Fy之间比例关系随刀具材料、几何参数、工 件材料及刀具磨损状态不同在较大范围内变化。
（3）切削功率
切削功率Pm切削力在切削过程中所作的功率。即
式中 Fz—切削力（N）；v—切削速度（m/s）；Fx—进给力（N） ；nw—工件转速（r/s）； f—进给量（mm/r）。 式中第二项相对第一项很小（＜1～2％）可忽略不计，于是，
材料硬化指数不同如不锈钢硬化指数大，切削力大，铜、
铝硬化指数小，铸铁及脆性材料硬化指数小，切削力就 小。
U钻铣削镗孔攻丝切削功率和扭矩计算
U钻铣削镗孔攻丝切削功率和扭矩计算在机械加工中，U钻、铣削、镗孔、攻丝等切削过程都有一定的功率和扭矩需求。
这些参数的计算对于机床的选型和加工工艺的确定非常重要。
本文将详细介绍U钻、铣削、镗孔、攻丝切削功率和扭矩的计算方法。
首先，我们来介绍U钻的切削功率和扭矩计算方法。
U钻主要用于孔加工，其切削过程可以看作是在轴向方向上的切削。
U钻的切削功率计算公式如下：P=Fv其中，P为切削功率，单位为瓦特（W）；F为切削力，单位为牛顿（N）；v为切削速度，单位为米/分钟（m/min）。
切削速度可以通过如下公式计算：v=π*D*n/1000其中，D为切削直径，单位为毫米（mm）；n为转速，单位为转/分钟（rpm）。
U钻的切削力可以通过力学分析得到。
在理想切削状态下，U钻的主切削力Fz可以通过公式得到：Fz = Kc * Ap * kc * c其中，Kc为切削系数，不同材料有不同的取值；Ap为侧进给量，单位为毫米/转（mm/rev）；kc为过程系数，表示刀具的切削几何；c为刀具的几何切削厚度。
以上是U钻切削功率和扭矩的计算方法。
接下来，我们将介绍铣削的切削功率和扭矩的计算方法。
铣削是通过旋转刀具在工件上进行切削的加工过程。
铣削的切削功率计算公式如下：P = Ft * vc其中，P为切削功率，单位为瓦特（W）；Ft为实际切削力，单位为牛顿（N）；vc为切削速度，单位为米/分钟（m/min）。
铣削的切削力可以通过下列公式计算：Ft = fc * fz * Ap其中，fc为切削力系数；fz为进给量，单位为毫米/齿（mm/tooth）；Ap为切削宽度，单位为毫米（mm）。
铣削切削扭矩的计算方法如下：T=Ft*D/2其中，T为切削扭矩，单位为牛顿·米（N·m）；D为刀具直径，单位为毫米（mm）。
以上是铣削切削功率和扭矩的计算方法。
接下来，我们将介绍镗孔的切削功率和扭矩的计算方法。
镗孔是一种旋转刀具沿轴线方向对工件内径进行加工的过程。
锯片切削力与切削功率计算
锯片切削力与切削功率计算
引言
锯片的切削力和切削功率是评估锯片性能的重要指标。
准确地计算锯片的切削力和切削功率可以帮助我们选择合适的锯片，并确保安全高效的切割作业。
本文将介绍如何计算锯片的切削力和切削功率。
锯片切削力的计算方法
锯片在切削过程中会受到一定的切削力，这个切削力可以通过以下公式计算：
$$F = T \cdot v$$
其中，$F$ 表示切削力，$T$ 表示锯片的切削力系数，$v$ 表示锯片的进给速度。
锯片的切削力系数取决于材料的特性和切削条件，可以通过实验或查阅相关数据手册得到。
锯片切削功率的计算方法
锯片的切削功率可以通过以下公式计算：
$$P = F \cdot s \cdot n$$
其中，$P$ 表示切削功率，$F$ 表示切削力，$s$ 表示每齿切削深度，$n$ 表示锯片的转速。
每齿切削深度和锯片转速可以根据实际切割情况进行测量或根据操作手册提供的数据进行确定。
结论
锯片切削力和切削功率的准确计算对于选择合适的锯片和高效完成切割作业非常重要。
通过使用上述的公式，可以计算出锯片的切削力和切削功率，为正确选择锯片和优化切割过程提供参考。
请注意：以上计算方法仅为一般情况下的估算，具体的计算方法和参数应根据实际情况进行调整和验证。
切削功率的概念及计算.
Produced by Мiss Хiè
切削功率应用举例
例：某车床电动机功率为6kW，传动效率为0.75，车削某钢 件时若选择背吃刀量为5mm，进给量为0.4mm/r。求机床功率允 许条件下可选择的最高转速。 解： 因为工件材料为钢件
所以
又因为
Fc 2000 ap f 2000 5 0.4 4000 N
Fc v Pm Fc —主切削力 ，N； v —切削速度，m/min。
Produced by Мiss Хiè
切削功率的应用
实际应用中，通常根据切削功率Pm校核机床电动机功率PE ，以判 断是否超负荷切削。要求：
Pm ≤ PE · ηm
式中 ηm——机床传动效率，一般取0.75~0.85 。 若 Pm >PE · ηm，则应考虑降低切削功率Pm, 此时应通过减小Fc或降低υ的方法来解决。
Pm ≤PE ηm；Pm = Fc v /（1000×60）
Produced by Мiss Хiè
Fcv PE m 1000 60
v ≤ 67.5m/min
所以
nmax
1000 v 1000 67.5 430 r / min πd 3.14 50
故机床功率允许条件下可选择的最高转速为430r/min。
Produced by Мiss Хiè
切削功率的概念及计算
切削功率的概念及计算
1
2 3
切削功率的概念及公式
切削功率的应用
切削功率应用举例
添加文字（楷体 20号）
Produced by Мiss Хiè
切削功率的概念及公式
定义： 切削功率指在切削过程中消耗的功率，它是各分力方向上所消 耗功率的和。 由于主运动方向所消耗的功率最大，通常用主运动消耗的功率表示 切削功率.
第四章 切削力
式中：nw——工件转速，r/s； Fz ——切削力(N)； vc——切削速度，m/s；Fx ——进给力(N)； f ——进给量，mm/r。
由于进给运动相对于主运动消耗的功很少（小于1 ％～2％），可以忽略不计，于是有
Pm Fz vc 10
3
( KW )
按上式求得切削功率后，如要计算机床电机的功率以便 选择机床电机时,还应除以机床的传动效率，即:
1）电阻应变式测力仪 电阻应变式测力仪具有灵敏度高、线性度好、量程范围 大、使用可靠、测量精度较高等优点，适用于切削力的动态、 静态测量。
这种测力仪常用的电阻元件叫做电阻应变片。其特点是 受到张力时，其长度增大，截面积减小，致使电阻值增大； 受到压力时，其长度缩短，截面积增加，致使电阻值减小。 将若干电阻应变片紧贴在测力仪的弹性元件的不同受力位置， 分别联成电桥。在切削力作用下，电阻应变片随着弹性元件 发生变形，使应变片的电阻值改变，破坏了电桥的平衡，于 是电流表中有与切削力大小相应的电流通过，经电阻应变仪 放大后得电流示数。再按此电流示数从标定曲线上可以读出 三向切削力之值。
第三节、切削力的指数公式及预报与估算
切削力的大小计算有理论公式和实验公式。理论公式通常
供定性分析用，一般使用实验公式计算切削力。 常用的实验公式分为两类：一类是用指数公式计算，另一 类是按单位切削力进行计算。 在金属切削中广泛应用指数公式计算切削力。不同的加工 方式和加工条件下，切削力计算的指数公式可在切削用量手册 中查得。r分解 为相互垂直的三个分力： 切削力Fc(FZ)、进给力 Ff (FX)、背向力 Fp (Fy)
切削力Fz(Fc)
（旧称主切削力，用Fz表示）——总切削力在主运动方向的分力。 它切于过渡表面，并垂直于基面Pr，与切削速度vc方向一致， 它消耗机床的主要功率，是计算机床切削功率、选配机床电机、 校核机床主传动机构、设计机床部件及计算刀具强度等必不可 少的依据。
切削力与切削功率
刀尖圆弧半径 λ∈ λ∈对 Fc 影响不大。λ∈增大时，Fp 将增大。
刀具材料
刀具与被加工材料间摩擦因数，直接影响着切削力大小。同样切削条件下，高速钢刀具切 削力最大，硬质合金次之，陶瓷刀具最小。
切削液 刀具磨损
切削液润滑性能越高，切削力降低越明显。
刀具后 刀面磨损后，接触摩擦增大，切削力增大：刀具前刀面上因磨损而形成月牙洼时， 增大了前角，切削力减小。
υc=1.83m/s(110m/min), ap=2~6mm,f=0.1~0.5mm/r
无卷屑槽
у0=20°κr =90°λs=0°byl= 0.15mm,y01=5°,前刀面上带
卷屑槽
υc=40m/min,ap=1~5mm,f= 0.1~0.4mm/r
注：1、切削各种钢，用 YT15刀片：切削不锈钢、各种铸铁与铜、铝，用 YG8或 YG6刀片： 用 YW2刀片。
影响切削力因素（见表1-2） 切削力测量
测量切削分力方法有两类：一类是间接测量法，例如把应变片贴滚动轴承外环上、用为移计测 量主轴或刀架变形量、测量驱动电动机耗电功率或转差率、测量静压轴承压力等，利用这些方 法便可间接测量切削力大小：另一类是直接测量法，主利用各种测力仪来进行测量。常用测量
仪是应变片式和压电式两种，其工作原理是利用切削力作用测力仪弹性元件上所产生变形，或 作用压电晶体上产生电荷转换后，来测量各切削分力。
车床加工切削力及切削功率计算示例
车床加工切削力及切削功率计算示例当加工时要效率提升唯有提高切削进给率或加大切削深度，而此时如果机台主轴功率不足，往往会因此而导致机台停机或刀具破损，以下就台中精机Vturn-36机台作为范例，计算马达功率是否能符合切削需求。
Vturn-36因须经过变速箱传动，扭力会有所更改，所以集成计算以求得正确切削力。
Vturn-36分为2000转及2500转，2000转低档时主轴与马达转速比为1 : 8.08,高档为1 : 2.66。
2500转低档转速比为1 : 6.54,高档为1 : 2.15，当了解工件切削速度时须换算成主轴马达转速，才能求得正确的切削功率。
(一)切削功率计算公式：Ne(Kw) = (Ap x FX Vcx Ks) -(60x 103心)Ap(mm)：切肖U深度F(mm/rev):每转进给量Vc(m/min)：切削速度Ks(N/mm2):比切削力(查表)n：机床总效率(80%或90%)Ne(Kw):所须功率例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm,切削速度120m/min, 进给率0.2mm/rev求所须功率。
解答：Ne= (3 x 0.2X 120X 2600)-(60x 1000X 0.8) = 3.9Kw(二)切削扭力计算：因Vturn-36有经过变速箱传动低速档齿轮比为 1 : 2.4,所以马达扭力可提升2.4倍。
高速档齿轮比为1 : 0.79,所以马达扭力降为0.79倍。
T(N-m) = Apx KsX f x rAp(mm):切削深度Ks(N/mm2):比切削力(查表)f(mm/rev):每转进给量T(N-m )：切削阻抗扭矩r(m):切削工件半径例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm,切削速度120m/min,进给率0.2mm/rev求所须扭矩。
解答：T= 3x 2600X 0.2x 0.1 = 156(N-m)(三)切削转速计算：N=(Vc x 1000)/(D x 3.14)N(rpm厂主轴转速Vc(m/min)：切削速度/D(mm) :工件直径由上面例题算出工件转速 N = (120x1000)宁(200x 3.14)= 191rpm所以要加工此工件所须条件为：(1)功率=3.9Kw⑵扭矩=156N-m⑶转速=191rpm(四)审查主轴马达是否有足够切削力加工此工件：以Vturn -36双段2000rpm/a 22i马达为审查机种。
功率和切削力计算
功率和切削力计算在机械加工中，功率和切削力是两个非常重要的参数，它们可以帮助我们评估切削工艺的合理性以及刀具和机床的选型。
一、功率计算：功率是描述机床切削过程中能量转化的参数。
在理想情况下，功率等于单位时间内对工件的能量转化。
对于切削加工来说，功率可以分为切削功率和主轴功率。
1.切削功率：切削功率指的是单位时间内对工件的切削能量转化。
它是刀具对工件切削所需要的能量，也是衡量切削过程中刀具耗损情况的重要指标。
切削功率可以通过公式来计算：其中，切削力指的是刀具对工件的切削力，单位一般为牛顿（N），切削速度指的是刀具相对于工件的线速度，单位为米/分钟（m/min）。
2.主轴功率：主轴功率指的是机床的主轴所需要的功率，它是切削功率和机床本身损耗功率的总和。
主轴功率可以通过公式来计算：机床本身损耗功率是指机床在运行过程中所需要的工作功率，包括主轴传动功率、冷却泵功率、夹具固定功率等等。
二、切削力计算：切削力是指在切削过程中施加在刀具上的力，它是衡量刀具切削能力的重要参数，也是判断刀具和工件材料的切削性能的指标。
切削力可以分为切向力、径向力和主动力。
1.切向力：切向力是指与切削速度方向垂直的力，它决定了切削过程中刀具与工件之间的摩擦力。
切向力可以通过公式来计算：切向力=切削厚度×单位切削力其中，切削厚度是指单位时间内工件被切削的厚度，单位一般为毫米（mm），单位切削力是指单位切削面积上的力，单位一般为牛顿/平方毫米（N/mm2）。
2.径向力：径向力是指与刀具旋转轴线方向垂直的力，它决定了切削过程中刀具的径向运动。
径向力可以通过公式来计算：径向力=切削深度×单位切削力其中，切削深度是指单位时间内工件被切削的深度，单位一般为毫米（mm），单位切削力与上述相同。
3.主动力：主动力是指沿着切削方向的力，它是切削过程中刀具所施加的切削力。
主动力可以通过公式来计算：主动力 = [单位切削力× 切削液使用量（L/min）] / 切削速度其中，切削液使用量是指单位时间内切削液在切削过程中所使用的量，单位一般为升/分钟（L/min）。
车床加工切削力及切削功率计算示例
车床加工切削力及切削功率计算示例当加工时要效率提升唯有提高切削进给率或加大切削深度，而此时如果机台主轴功率不足，往往会因此而导致机台停机或刀具破损，以下就台中精机Vturn-36机台作为范例，计算马达功率是否能符合切削需求。
Vturn-36因须经过变速箱传动，扭力会有所更改，所以集成计算以求得正确切削力。
Vturn-36分为2000转及2500转，2000转低档时主轴与马达转速比为1∶8.08，高档为1∶2.66。
2500转低档转速比为1∶6.54，高档为1∶2.15，当了解工件切削速度时须换算成主轴马达转速，才能求得正确的切削功率。
(一)切削功率计算公式：Ne(Kw)＝(Ap×F×Vc×Ks)÷(60×10³×η)Ap(mm)∶切削深度F(mm/rev)∶每转进给量Vc(m/min)∶切削速度Ks(N/mm²)∶比切削力(查表)η∶机床总效率(80%或90%)Ne(Kw)∶所须功率例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm，切削速度120m/min，进给率0.2mm/rev求所须功率。
解答：Ne＝(3×0.2×120×2600)÷(60×1000×0.8)＝3.9Kw(二)切削扭力计算：因Vturn-36有经过变速箱传动低速档齿轮比为1∶2.4，所以马达扭力可提升2.4倍。
高速档齿轮比为1∶0.79，所以马达扭力降为0.79倍。
T(N-m)＝Ap×Ks×f×rAp(mm)：切削深度Ks(N/mm²)：比切削力(查表)f(mm/rev)∶每转进给量T(N-m)∶切削阻抗扭矩r(m)∶切削工件半径例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm，切削速度120m/min，进给率0.2mm/rev求所须扭矩。
解答：T＝3×2600×0.2×0.1＝156(N-m)(三)切削转速计算：N=(Vc×1000)/(D×3.14)N(rpm)∶主轴转速Vc(m/min)∶切削速度/D(mm)∶工件直径由上面例题算出工件转速N＝(120×1000)÷(200×3.14)＝191rpm所以要加工此工件所须条件为：(1)功率＝3.9Kw (2)扭矩＝156N-m (3)转速＝191rpm(四)审查主轴马达是否有足够切削力加工此工件：以Vturn -36双段2000rpm/α22i马达为审查机种。
常用车削加工计算公式
常用车削加工计算公式车削加工是一种常见的金属加工工艺，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
在车削加工中，常用的计算公式有以下几种：1.主轴转速计算公式：主轴转速是车削加工中重要的参数，可根据切削速度（Vc）和材料直径（D）来计算。
公式如下：主轴转速（n）=（切削速度（Vc）×1000）/（π×材料直径（D））2.进给速度计算公式：进给速度是工件和切削工具之间的相对速度，可根据进给速率（f）和主轴转速（n）来计算。
公式如下：进给速度（Vf）=f×n3.加工时间计算公式：加工时间是衡量车削加工效率的重要指标，可根据材料长度（L）和进给速度（Vf）来计算。
公式如下：加工时间（T）=L/Vf4.切削速度计算公式：切削速度是车削加工中切削工具在切削过程中的移动速度，可根据切削刀具直径（Dm）和主轴转速（n）来计算。
公式如下：切削速度（Vc）=π×切削刀具直径（Dm）×主轴转速（n）5.每刀具切削时间计算公式：每刀具切削时间是衡量车削加工效率的指标之一，可根据每刀具进给量（s）和切削长度（L）来计算。
公式如下：每刀具切削时间（T）=L/s6.切削力计算公式：切削力是车削加工中切削过程中产生的力的大小，可根据切削刃数（Z）、进给速度（Vf）和切削厚度（t）来计算。
切削力（Fc）=Z×Vf×t×切削功率系数（K）7.切削功率计算公式：切削功率是衡量切削加工能力的指标之一，可根据切削力（Fc）和切削速度（Vc）来计算。
公式如下：切削功率（Pc）=Fc×Vc。