切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6) 式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x fc、 y fc、 n fc、 x fp、 y fp、 n fp、 x ff、 y ff、 n ff------ 指数，可查表 2-1。
K Fc、 K Fp、 K Ff---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h d -------- 切削厚度（ mm ）；b d -------- 切削宽度（ mm）。
已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数K fkc， K fpsf/(m m/r ) 0.10.150.20.250.30.350.40.450.5 0.6K fkc，K fps 1.181.111.061.0310.970.960.940.925 0.9切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切削力计算
切削力计算切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种:一是指数公式，二是单位切削力。
1 (指数公式主切削力 (2-4)背向力 (2-5)进给力 (2-6)式中 F ————主切削力( N); cF ————背向力( N); pF ————进给力( N); f————系数，可查表 2-1; C 、 C 、 Cfcfpffx 、 y、 n、 x、 y、 n、 x、 y、 n ------ 指数，可查表 2-1。
fcfpfffffcfcfpfpffK 、 K 、 K ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
FcFpFf2 (单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用表示，见表 2-2。
kc(2-7) kc=Fc/A d=Fc/(a p?f)=F c/(b d?h d)式中 -------切削面积( mm 2); ADa ------- 背吃刀量( mm); pf - ------- 进给量( mm/r);h -------- 切削厚度( mm ); db -------- 切削宽度( mm)。
d已知单位切削力 k ,求主切削力 F ccF=k?a?f=k?h?b (2-8) cccpdd式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于0.3mm /r时，需乘以修正系数 K，见表 2-3。
fkc表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K， K fkcfpsf/(mm/r0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.45 0.5 0.6 0.1 0.4 )K ， fkc1.11 1.06 1 0.97 0.96 0.94 0.925 1.18 1.03 0.9 K fps切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形;同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切削力计算
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力.1 ．指数公式主切削力（2—4）背向力（2-5)进给力(2—6)式中F c—-——主切削力( N）；F p -—-—背向力（ N）;F f————进给力（ N)；C fc、 C fp、 C ff -——- 系数，可查表 2-1;x、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff--———- 指数，可查表 2-1。
fcK Fc、 K Fp、 K Ff -—-- 修正系数,可查表 2—5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/（b d·h d） (2—7)式中A D—-———-—切削面积（ mm 2）；a p—-—————背吃刀量（ mm)；f -——-———- 进给量（ mm/r)；h——--—--- 切削厚度（ mm )；db-————--- 切削宽度（ mm)。
d已知单位切削力 k c，求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d（2—8）式 2-8中的 k c是指 f = 0。
3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0。
3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3.表 2-3 进给量？对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps f /（mm/r ）0。
10。
15 0.2 0。
25 0.3 0.350.40。
45 0.5 0。
6K fkc，K fps1。
18 1。
11 1。
061。
031 0。
97 0.96 0.94 0。
切削力计算
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力 (2-4)背向力 (2-5)进给力 (2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。
fcK Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 /r 时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
如图 2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成：1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ;2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα。
切削力的经验公式：
切削力的经验公式：主切削力Fz一般是a p、f、v、γ0、kγ、λs、材料硬度和强度等参数的函数。
即：Fz=f（a p、f、v、γ0、kγ、λs、材料硬度和强度）在上述各参数中，a p和f对Fz的影响最大。
因此，先考虑这两参数来建立经验公式：⑴变a p，求Fz与a p的关系：已知：f=0.3mm/r，v=100m/min，γ0=15°，kγ=75°，λs=0°。
通过切削力实验测得如下数据：根据实验数据作出Fz与a p的关系曲线，如图所示。
从图中可以看出，Fz与a p成线性关系。
所以，Fz可表示成：Fz=C a p×a p当a p=1时，C a p=Fz=64所以，Fz可近似写成：Fz=64 a p p⑵变f，求Fz与f的关系：已知：a p=3mm，其它同⑴相同。
通过切削力实验测得如下数据：根据实测得的数据作出Fz 与f 之间的关系曲线，如下图所示。
从图中可以看出，Fz 与f 之间是非线性关系，即：z F Y f z f C F ⨯=为找出两者的关系，将上式用对数坐标表示，即得一条直线方程为：f Y C F z F f z lg lg lg +=当f=1时，C f =Fz=490而： z F Y = tg θ=0.84 （从对数坐标图中量出θ角值，计算tg θ得出0.84）所以有：84.0490f F z =⑶ 求Fz 与a p 、f 两者的关系：从关系式Fz = C a p ×a p 中，当取不同的f 值时，可以发现Fz 和f 的关系直线的斜率发生变化，所以C a p 是f 的函数。
则有：C a p = f （f ）=Z F Y Cf所以：Fz = f （f ）a p = Z F Y Cf ×a p下面求C 值：当f = 0.3时，Fz= Z F Y Cf ×a p =64 a p所以：C 1= 640.30.84 =176当a p =3时，Fz = Z F Y Cf ×a p = 490Z F Y f所以：C 2= 4903 =163故：C=（C 1+ C 2）/2=（176+163）/2=169.5所以有：Fz=169.5 a p ×f 0.84 （kg ）除a p 和f 的变化对切削力有影响以外，其它参数的变化对切削力也有不同程度的影响，故必须加以考虑，即其它参数与实验条件不符时，采用修正系数KF z加以修正。
切削力的计算
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。
fcK Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
如图2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成：1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ;2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα。
切削力计算
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（N）；F p————背向力（N）；F f————进给力（N）；C fc、C fp、C ff————系数，可查表2-1；x fc、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表2-1。
K Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fpsf /(mm/r)0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350.40.45 0.5 0.6K fkc， K fps1.18 1.11 1.061.031 0.97 0.96 0.94 0.9250.9切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式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(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。
切削力计算
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力 (2-4)背向力 (2-5)进给力 (2-6)式中 F c ————主切削力（ N）；F p ———— 背向力（ N）；F f ———— 进给力（ N）；C fc 、 C fp 、 C ff ———— 系数，可查表 2-1；x、 y fc、 n fc、 x fp、 y fp、 n fp、 x ff、 y ff、 n ff ------ 指数，可查表 2-1。
fcK Fc 、 K Fp 、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中 A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f= 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc ， K fpsf /(mm/r)0.10.15 0.2 0.250.30.350.40.45 0.5 0.6K fkc ， K fps1.181.111.061.031 0.970.960.940.9250.9切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切削力计算
切削力计算得经验公式通过试验得方法,测出各种影响因素变化时得切削力数据，加以处理得到得反映各因素与切削力关系得表达式,称为切削力计算得经验公式.在实际中使用切削力得经验公式有两种:一就是指数公式,二就是单位切削力。
1 。
指数公式主切削力（２－４）背向力 (2-5)进给力(2—６)式中F c————主切削力( N);F p-—-- 背向力( N)；F f——-－进给力（Ｎ）；C fc、 C fｐ、 Cｆｆ—-——系数，可查表 2-1;x、yｆc、nｆｃ、x fp、yｆp、n fp、ｘfｆ、y fｆ、nｆf-——-－—指数，可fc查表２—1。
K Fc、ＫFp、 K Ff－—-—修正系数,可查表2－5,表 2－6。
2 。
单位切削力单位切削力就是指单位切削面积上得主切削力,用 kc表示,见表２－２.kｃ=Fc／A ｄ=Ｆc／（a ｐ·f)=F c/(b d·h d)（2-7）式中A D—————-—切削面积( mm 2);a p—-—－--- 背吃刀量（ mｍ）；f -———--—- 进给量( ｍｍ/r);h———-－-——切削厚度（ mm );db-------—切削宽度( ｍm).d已知单位切削力 k c ,求主切削力ＦｃF c＝ｋc·a p·ｆ=k c·ｈd·ｂd (２-８)式 2—8中得 k c就是指 f＝ 0、3mｍ/ｒ时得单位切削力,当实际进给量 f大于或小于 0、3mm /r时,需乘以修正系数K fkｃ，见表２-３。
表２—3 进给量?对单位切削力或单位切削功率得修正系数 K fkｃ, Kｆpsf /（mm/r)0、1 0、1５0、２０、２5０、3 0、350、40、45 ０、5 0、6Ｋｆｋｃ , Kｆｐｓ1、18 1、１1１、0６1、0３1 0、97 0、96 0、940、9２５0、9切削力得来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性与塑性变形;同时工件与刀具之间得相对运动存在着摩擦力。
切削力计算的经验公式
切削力计算得经验公式通过试验得方法,测出各种影响因素变化时得切削力数据,加以处理得到得反映各因素与切削力关系得表达式,称为切削力计算得经验公式。
在实际中使用切削力得经验公式有两种:一就是指数公式,二就是单位切削力。
１。
指数公式主切削力 (2—4)背向力 (2—５)进给力 (2-６)式中Ｆc————主切削力( N);Ｆｐ————背向力( N);F f————进给力( N);C fc、 C fp、 Cｆｆ————系数,可查表 2—1;x fc、ｙfc、ｎfc、ｘfｐ、 y fp、ｎｆp、 xｆｆ、 y fｆ、n ｆf -——－－—指数,可查表２-1。
ＫＦc、ＫFｐ、 K Fｆ --——修正系数,可查表２-5,表 2—6。
2 。
单位切削力单位切削力就是指单位切削面积上得主切削力,用ｋc表示,见表2-2。
kc=Fc/A d＝Fc/(ａp·ｆ)=Ｆｃ/(b d·ｈd) (2-7) 式中A D——－-－—-切削面积( ｍm 2);a p -－-—-—－背吃刀量( mm);f —————--－进给量( mm/r);h d—-—--－-—切削厚度( mm );b d-—--—－-—切削宽度( mm)。
已知单位切削力 k c,求主切削力 F cＦc=k c·a p·ｆ＝ｋｃ·ｈd·b d (2－8)式 2—8中得 k c就是指f = ０.3mm/r 时得单位切削力,当实际进给量ｆ大于或小于 0。
3mm /r时,需乘以修正系数 K fkc,见表 2—３、表２-3 进给量？对单位切削力或单位切削功率得修正系数 K fkｃ, Ｋfｐs切削力得来源、切削分力金属切削时,切削层及其加工表面上产生弹性与塑性变形;同时工件与刀具之间得相对运动存在着摩擦力。
如图２—15所示,作用在刀具上得力有两部分组成:1、作用在前、后刀面上得变形抗力 F nγ与Ｆnα;2. 作用在前、后刀面上得摩擦力F fγ与 F fα。
切削力计算的经验公式
表 ２－3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 Ｋfkc， Kｆps
f/（mm/ｒ)
0．1
０．1５
0.2
0.2５
0.3
0.３５
0.4
0.45
０．5
0．6
Kfkc, Kfps
1．18
1.11
１.06
1.0３
1
0．97
0.９６
0.９４
0.925
０.9
切削力的来源、切削分力
金属切削时,切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形示，作用在刀具上的力有两部分组成：
切削力计算的经验公式
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ﻩ
ﻩ切削力计算的经验公式
通过试验的方法,测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式,称为切削力计算的经验公式。在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
3. 刀具几何参数的影响
（1）前角的影响
在刀具几何参数中前角对切削力的影响最大。如图 2-20所示。前角愈大，
切屑易于从前刀面流出,切削变形小,从而使切削力下降,但前角γ0对三个切削分力的影响是不同的。同时,工件材料不同,前角的影响也不同，对塑性较大的材料，如紫铜、铝合金等,切削时塑性变形大,前角的影响较显著；而对脆性材料,如铸铁、脆黄铜等，前角的影响就较小。
切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。
fcK Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f= 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps f/(mm/r) 0.10.15 0.2 0.25 0.3 0.350.40.45 0.5 0.6K fkc，K fps 1.18 1.11 1.061.031 0.97 0.96 0.94 0.9250.9切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切削力计算经验公式
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。
fcK Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f= 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
如图 2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成：1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ;2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα。
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切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素 与切削力关系的表达式， 称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式 有两种：一是指数公式，二是单位切削力1 .指数公式mnr. blsz. org5L 切遗鮒 wire. 5L EI . arg进给力TUT . Sisi, org■51 勺!逍网 mrw. I I ZEZ . OTj»进给力（式中F c主切削力 N );G 、 C fp 、 C ff系数，可查表2-1 ;51 制造個 nnr. 54空n.orgX fcy fc、 n fc 、 X fp 、 y fp 、 n fp 、 x ff、 y ff 、 n ff指数，可查表2-1。
背向力…七-5)(2-6)背向力（主切削力制逍耀 nnr. 51si. org2 •单位切削力M nv. blzz. org单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用51nr. bhz. orgkc=Fc/A d=Fc/(a p • f)=F c/(b d • h d) (2-7)式中A D ------ 切削面积（mm 2）；TWT . bhz. orga p ------------ 背吃刀量（mm ）；TUT . 51a i. orgf - ------- 进给量（mm/r ）；斑钊遗時 nnr. Bizi, orgE=k c • 3p • f=k c •h d •b d (2-8)h d --------------切削厚度（mm ）；VYV. Slsz. OTF!b d --------------切削宽度（mm ）51 划 网 wm. 5132. org已知单位切削力 k c ,求主切削力51 制nv. 51zz. orgF cK Fc 、 K FPK Ff —修正系数，可查表2-5 表2-6■5 I 韦lift 刈 T1TU. 512Z. OTI!kc 表示，见表2-2。
51 制遗M wmr. iliz. orp创制遗您 wic org式2-8中的k c是指f = 0.3mm/r时的单位切削力，当实际进给量f大于或小于0.3mm /r时，需乘以修正系数K fkc，见表2-3。
iAM mm. 5Liz. orp表2-3进给量？对单位切削力或单位切削功率的修正系数K fkc, K PS切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
如图2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成：51 钊iA阻wire. SLiz. orp1 •作用在前、后刀面上的变形抗力 F n Y和F n51旬遗胆nrar. 51zz._ orgnv. 5L^E. arg这些力的合力F称为切削合力，也称为总切削力。
总切削力F可沿x,y,z方向分解为三个互相垂直的分力Fc、Fp、Ff，如图2-16所示。
主切削力Fc总切削力F在主运动方向上的分力；背向力Fp总切削力F在垂直于假定工作平面方向上的分力；进给右1制遗龍nr. org2•作用在前、后刀面上的摩擦力F f Y和F f a。
力Ff总切削力在进给运动方向上的分力■51 制ifilM wwir. alzz. ore刀具对工件的力的分解血）工件对刀具的力的分孵车削时各分力的实用意义如下: 5］制iim ww. Siu. orp主切削力F c作用于主运动方向，是计算机床主运动机构强度与刀杆、刀片强度及设计机床夹具、选择切削用量等的主要依据，也是消耗功率最多的切削力。
背向力F p纵车外圆时，背向力F p不消耗功率，但它作用在工艺系统刚性最差的方向上，易使工件在水平面内变形，影响工件精度，并易引起振动。
F p是校验机床刚度的必要依据。
百L制遗甥TVT. 512 1. org进给力F f作用在机床的进给机构上，是校验进给机构强度的主要依据。
旨 1 制遗幡TUT. 51a z. org影响切削力的主要因素1.工件材料的影响工件材料的物理机械性能、加工硬化能力、化学成分和热处理状态，都对切削力产Bz , W¥¥. 31E2. or^由表2-2可以看出，工件材料的硬度愈高，则切削力愈大。
工件材料虽然硬度、强度较低，但塑性、韧性大，加工硬化能力大，其切削力仍很大。
女口1Cr18Ni9Ti等不锈钢。
旨1■制遣幡TUT.51az. orff在普通钢中添加含硫或铅等金属元素的易切 钢，其切削力比普通钢降低 20〜30 %。
£1■制遺耀 nr. bln, org同一种材料热处理状态与金相组织不同， 切削 力也有很大差异。
印可iAM mm. 5Liz. orp切削脆性材料（如铸铁）时，塑性变形小，加 工硬化小，切屑与前刀面接触少，摩擦小，因此切 如图2-17所示，背吃刀量a p 和进给量f 是通过对切削面积和单位切削力的变化而影响切 削力的。
背吃刀量 a p 增大，切削宽度b d 也增 大，剪切面积As 和切屑与前刀面的接触面积按比 例增大，第一变形区和第二变形区的变形与摩擦相 应增大。
当背吃力量增 大一倍时，切削力也增大 一倍。
进给量f 增大，切削厚度h d 增大，而切 削宽度bd 不变，这时剪切面积虽按比例 增大,第二变形区的变形未按比例增大。
而进给量增大， 平均变形变小，单位切削力降低，因此，进给量 f 增大一倍，切削力约增加 70〜80 %。
旨1 可卩］in. Sisi, ors从上述分析可知，a p 和f 对切削面积的影响相同，但对单位切削力的影响不同。
a p 增加时单位切削力不变，f 增加时，单位切削力减小，当切削面积 Ad 相等时,为了减小切削力，可以选择大的进给量f ，小的背吃刀量a p ，即采用窄而厚的切屑断面形状。
图2-18为车削45钢时，a p 与f 对切削力影响的实验曲线。
©2-17 力的罢瞬削力也较小。
苗.皿冲2.切削用量的影响图2-18切削朋钢是背吃刀量和进绐量对切削力的影响切削速度v c 对切削力的影响呈波浪形变化，如图 2-19所示。
由切削变形一节所述可知，切削速度v c 小于50m /min 的范围内，随着速度的增加，积屑瘤由小变大又 变小，切削力则随之由大变小又变大。
速度v c 继续增高，切削温度上升，切削力又下降，但变化较小。
如 v c 从50m /min 增加至500m /min 时，切削力减少约10 %。
生 产中的高速切削技术就可减小切削力，提高切削效率。
3.刀具几何参数的影响(1)前角的影响4C00150■¥/V;/■yJ.■■~~厂r 4r贰Hk*jy /■f -3r2500.1lyr 屮-岡」..■ -JIjrnr在刀具几何参数中前角对切削力的影响最大。
如图2-20所示。
前角愈大,1000i 1.5 e 3 Qp/nnm20000.2 0,3 OA 0.5£/(rqpn/r )1000200040003KD E£500前角厂圏 2-20 ro^fF cjF P jF 影响切屑易于从前刀面流出，切削变形小，从而使切削力下降，但前角Y 0对三个切削分力的影响是不同的。
同时，工件材料不同，前角的影响也不同，对塑性较大的材料， 如紫铜、铝合金等，切削时塑性变形大，前角的影响较显著；而对脆性材料，如铸铁、 脆黄铜等，前角的影响就较小。
51钊逍烬 mnr. BLsz. org(2)主偏角的影响51 划曲［网 WITT. iluz. DTE如图2-21所示为主偏角K r 对三个切削分力的影响。
从图中看出主偏角对主切削力的影响不大，当k r =600〜75°时，主切削力最小。
但主偏角对F P、F f的影响较大。
随着主偏角的增加，进给力F f 增加，而背向力F P 减小。
当K r =90°,理论上背向力F P =0, 实际上由于有1 g/AB '--\rFcj/\020图ZF N、3?00 £&00 £40020001600 1200800400 II\i、\ \、\r P "、、-^0 -10 D 10bl 切iA 魁 TTW . &L JZ . org^c/CfVmln)切削速厦*廂切削力的关系o S oo o 5£□£500刀尖圆弧半径r，和副切削刃参与切削，即使K r =90°, F p还是存在的。
在车削刚性较差的细长轴时，应选用较大的主偏角，就是为了减小 所示为F P /F C、F f/F c的比值S'2_21 k ＞对匚尸小和F F 的影响51 钊mm'. SLiz. or^工件材料TVT . 51n. orp主偏角 K r45 °75 °90 °创制造网snr. ilsz.£1 制追剤 W¥T. 51IZ.1 ____________ 51 制遺罔 ws. Slai.F P / F C0.55 〜0.65占1制造网ffinr,&l^z.0.35~0.50.25~0.4钢百1•制遗财ffinr.5122.£1■测览两BLzz. £1 划追划 wire. ilaz.orgF F /F COT1/10.25〜0.40.35~0.50.4~0.55£1 和追网 wire. 5In.m. Bizi.创制堆恠ffw. 5Lzz.占1制造网ffinr,Slsz.铸铁1F P / F C0.3~0.450.2~0.350.15〜0.3□ lSJiSP^ si™. 51EI ,51 测览两 rav.BL Z Z H ■51 潮jftM snr. itzzz.£1 制追剤 W¥T.51IZ.orgF P 的影响。
表2-41G001200 800400a厂r JF,1——-F上丄1L_ 一_- _-[-1■—1F F3045 60 75主偏角kr/C)(h)^Kr 的芟化,切削厚度芍切削刃曲面部分悅度的变化表2-4切削钢和铸铁时F P /F C .F F /F C 比值■51 制 jft 划 vm. 51ZE 2. ar^图2 — 22所示为刃倾角对三个切削分力的影响。
从图可见，刃倾角 入s 对主切削力Fc 的影响很小，但对进给力F f 和背向力Fp 的影响较大。
当入s 从正值变为负 值，F P 将增加，F f 将减小。
所以车削刚性较差的工件时，一般不取负的刃倾角。
旨1 可卩］in. Sisi, ors(4 )刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径大小将影响切削刃上的圆弧部分长度和影响平均主偏角K rB o 如图2 — 23所示。