切削力与切削热 - 360文档中心

切削热及影响切削温度的主要因素.

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4．切削液方面
切削过程浇注切削液，由于其具有润滑作用，能够减小切屑、工件
与刀具的摩擦，产生的热量少；同时切削液还有冷却作用，能够带走大量的切削热，所以切削温度低。
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切削热的利用与限制
切削热给金属切削加工带来许多不利影响，采取措施减少和限制切削热的产生是必要的和重要的。切削热有时也可以加以利用，如在加工淬火钢时，可采用负前角并
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2）主偏角
在背吃刀量相同时：
减小主偏角切屑厚度减小切削变形减小
刀刃参加切削的长度增加
产生的热量减少切削温度降低
刀尖角增大
刀具的散热条件变好
主偏角增大，切削温度升高。
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（2）刀具磨损刀具磨损对切削温度也有着明显的影响。刀具磨损后刀刃变钝切割作用减小
在一定的切削速度下进行切削，既加强了刀刃的强度，同时产生的大量
切削热能使切削层软化，降低硬度，从而易于切削。
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2．切削热的传散不使用切削液车削、钻削时切削热的传散比例
Q屑
车削钻削 50%~86% 28%
Q刀
40%~10% 14.5%
Q工
9%~3% 52.5%
Q介
1% 5%
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温度分布及生产中对切削温度的判断方法
1．切削区域温度的分布切削温度一般是指切屑、工件和刀具接触表面上的平均温度，即切削区域的平均温度。
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切削力_切削热_切削液

（2）工件材料强度、硬度高时，应选较低的v。
（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

这些作用在刀具上所有力的合力称为总切削力，这些作用在刀具上所有力的合力称为总切削力，用F来表示。总切削力来表示
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。

切削力对切削温度的影响

切削力对切削温度的影响切削力是切削加工过程中的一项重要参数，它直接影响到切削温度的变化。

切削温度是指切削加工中产生的热量在刀具和工件之间的传递和分布情况，是判断切削加工质量和工具寿命的重要指标之一。

切削力的大小与切削温度之间存在着密切的关系，接下来将详细探讨切削力对切削温度的影响。

切削力的大小直接影响着切削温度的变化趋势。

在切削过程中，切削力会引起刀具与工件之间的摩擦，从而产生摩擦热。

当切削力较小时，摩擦热的产生相对较少，切削温度也相对较低。

但是当切削力增大时，摩擦热的产生也相应增多，切削温度也会随之升高。

因此，可以说切削力的大小直接决定了切削温度的高低。

切削力的方向和大小也影响着切削温度的分布情况。

在切削加工中，切削力的方向和大小会直接影响切削区域的温度分布。

正常切削时，切削力的方向与切削速度和刀具磨损方向一致，此时切削温度分布较为均匀。

但是当切削力的方向与切削速度和刀具磨损方向相反时，会导致切削区域的温度不均匀，出现高温区和低温区的现象。

这是因为切削力的反向作用会影响到切削界面的摩擦热传递，从而使切削温度分布发生变化。

切削力的大小还会对刀具的寿命和切削加工质量产生影响。

切削温度的升高会加剧切削界面的磨损和刀具的热膨胀，从而缩短刀具的使用寿命。

当切削力较大时，摩擦热的产生也相应增多，切削温度会显著升高，从而加剧刀具的磨损和热膨胀，导致刀具寿命缩短。

同时，切削温度的升高也会对切削加工质量产生不利影响，如切削面的烧伤、变色等现象会增加。

切削力的大小与切削温度的关系还与切削材料和切削条件等因素有关。

不同材料的切削特性不同，切削力与切削温度的关系也会有所差异。

一般来说，切削硬度较高的材料，其切削力较大，切削温度也相应较高。

另外，切削条件的不同也会对切削力和切削温度产生影响。

例如，切削速度的增加会使切削力和切削温度均增大；而切削深度的增加会使切削力增大，切削温度也相应增高。

切削力对切削温度具有重要影响。

机械制造技术基础笔记

机械制造技术基础笔记第三章切削与磨削原理3.1.3 前刀面上刀-屑的摩擦与积屑瘤1.摩擦面上的接触状态1）峰点型接触（F 不太大时）：m= f/F=tsAr/ss Ar=ts/ss=常数此时的摩擦状态为滑动摩擦（外摩擦）。

ss--材料的拉压屈服极限ts--材料的剪切屈服极限Aa--名义接触面积Ar--实际接触面积2）紧密型接触（F 很大时）：m= f/F= tsAa/F=ts/sav≠常数此时的摩擦状态为粘结摩擦（内摩擦）。

2.前刀面上刀-屑的摩擦：既有粘结摩擦，也有滑动摩擦，以粘结摩擦为主。

前刀面上的平均摩擦系数可以近似用粘结区的摩擦系数表示：m= ts/sav≠常数当前刀面上的平均正应力sav增大时，m 随之减小。

4.积屑瘤1）现象：中速切削塑性金属时，在前刀面上切削刃处粘有楔形硬块（积屑瘤）。

2）形成原因：（1）在一定的温度和很大压力下，切屑底面与前刀面发生粘结（冷焊）；（2）由于加工硬化，滞流层金属在粘结面上逐层堆积（长大）。

3)对切削过程的影响（1）积屑瘤稳定时，保护刀具（代替刀刃切削）；（2）使切削轻快（增大了实际前角）；（3）积屑瘤不稳定时，加剧刀具磨损；（4）降低尺寸精度；（5）恶化表面质量（增大粗糙度、加深变质层、产生振动）。

--粗加工时可以存在，精加工时一定要避免。

4）抑制方法（1）避免中速切削；（2）提高工件材料的硬度（降低塑性）；（3）增大刀具前角（至30~35o）；（4）低速切削时添加切削液。

5.剪切角公式∵第一变形区的剪切变形是前刀面挤压摩擦作用的结果，∴切削合力Fr的方向就是材料内部主应力的方向，剪切面的方向就是材料内部最大剪应力的方向。

根据材料力学，二者夹角应为p/4，即：p/4= c+ b- go （tgb= Ff/ Fn= m ）f= p/4- b+ go --李和谢弗的剪切角公式（1952）由公式可知：go ↗ → f ↗ → Lh ↘ b(m)↘ →f ↗ → Lh ↘-前刀面上的摩擦直接影响剪切面上的变形。

金属切削原理与刀具第5版课程设计

金属切削原理与刀具第5版课程设计简介金属切削是制造业中最广泛应用的技术之一，主要用于加工各种金属材料制造精密零部件。

刀具作为实现切削的基本设备，对于切削加工的精度、效率和成本等方面起着至关重要的作用。

因此，在现代制造业中，深入理解金属切削原理和刀具的应用技术显得尤为重要。

本次课程设计旨在深入介绍金属切削原理和刀具的技术，帮助学生理解切削加工的基本流程，并掌握刀具选择、切削力计算和数控切削程序编制等方面的知识，为学生提高金属切削技术水平奠定基础。

课程设计内容一、金属切削原理1. 切削力与切削热切削过程中，刀具与工件之间的接触产生了切削力和切削热，两者对加工效果和工具寿命有着非常重要的影响。

本节将介绍切削力和切削热的产生机理及其对工具和加工效果的影响。

2. 切削削角与切削力切削削角是影响切削力的重要因素之一，切削削角的设计和选择对切削加工的质量和效率有着关键的作用。

本节将详细讲解切削削角的设计原理和计算方法，并介绍切削力的计算方法。

3. 切削介质的选择切削介质对于切削加工的效果和寿命有着很大的影响。

本节将介绍切削介质的种类和应用，帮助学生理解和掌握切削介质的选择和使用。

二、刀具技术1. 刀具材料刀具材料是影响切削加工效果和寿命的重要因素之一。

本节将介绍刀具材料的种类和特性，解析不同类型的刀具适用的加工材料和工况，以及影响刀具寿命的因素和措施。

2. 刀具几何参数刀具几何参数的设计和调整对于切削加工的效率和品质有着很大的影响。

本节将详细讲解刀具几何参数的意义和设计方法，并针对不同类型的切削应用进行选择和调整。

3. 刀具磨损与寿命切削加工中，刀具的磨损和寿命是关键问题之一。

本节将介绍刀具磨损的种类和原因，以及刀具寿命的计算和措施。

三、刀具选择与切削力计算1. 刀具选择切削加工中，选择合适的刀具对于加工效率和成本至关重要。

本节将介绍刀具选择的基本原则和方法，以及不同类型的刀具在特定切削情况下的优劣势。

2. 切削力计算切削力的大小和方向对于切削加工的精度和工具寿命都有着非常重要的影响。

刀具切削部分几何参数的选择

Fp
Kr ’
3．影响已加工表面质量
减小Kr进可以使工件表面残留面积高度减小，从而使已加工表面粗糙度值减小。
4．影响断屑效果、排屑方向
增大Kr会使hD增厚，bD减小，有利于切屑折断，有利于孔加工刀具使切屑沿轴向顺利流出。
二、合理主偏角的选择原则
粗加工时，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角(Kr＝60～75)，以利于减少振
切削刃强度及抗冲击能力增加，且有一定的减压和消振作用。
适用于陶瓷等脆性材料刀具。
后角及后面形状的选择
后角的作用主要
1) 减小主后刀面与工件之间的摩擦，提高已加工表面质量和延长刀具寿命； 2) 配合前角调整切削刃和刀头部分锋利程度、强度和散热条件； 3) 小后角车刀在特定的条件下可抑制切削时的振动。
主偏角减小，则刀尖角r增大，
使刀尖强度提高，散热体积增大。主偏角较小的刀具在切入时，最先与工件接触处是远离刀尖的地方，因而可减少因切入冲击造成的刀尖损坏。
2．影响切削分力比值及切削层单位面积切削力
当Kr减小时，由于hD 减小，变形系数增大，使切削层单位面积切削力 Ff 有所增大；在ap和f相同时，使切削功率有所增加。但 Kr1 更主要的是会使背向力Fp Kr2 增大，容易引起工艺系统振动。当工艺系统刚度不足时，会使刀具寿命降低。
动、断屑和采用较大的切削深度。加工硬度高的材料，如冷硬铸铁和淬硬钢时，在系统刚性好，切削深度不大时．取
较小的主偏角(Kr＝10～30)，以利于提
高刀具耐用度。
工艺系统刚性较好时，取较小的主偏角可提高刀具耐用度；刚性不足，加车削细长
轴时，应取大的主偏角，可取Kr＝90～93，
以减小背向力ap，减少振动。需要从中间切入及仿形加工的车刀，应取较大主偏角；车阶梯轴则需用Kr＝90的偏刀；

切削力与切削温度对刀具性能的影响分析

切削力与切削温度对刀具性能的影响分析切削力和切削温度是刀具性能关键参数，对于刀具的寿命和切削质量具有重要影响。

本文将分析切削力和切削温度对刀具性能的影响，并探讨相应的优化方法，以提高刀具的使用寿命和加工效率。

首先，切削力是指刀具对工件施加的力，它是切削过程中切削力学特性的直接体现。

切削力大小与刀具本身的刚度、刀具形状、切削条件等因素密切相关。

过大的切削力会导致刀具受力过大，易发生断裂、磨损等情况，从而降低刀具的使用寿命。

其次，切削温度是指切削过程中刀具与工件接触处的温度。

切削温度的升高主要由切削热引起，切削热是因为切削过程中机械能转化为热能所产生的现象。

过高的切削温度会导致刀具表面出现氧化、烧蚀等现象，从而加速刀具的磨损，降低刀具寿命。

切削力和切削温度的大小与刀具材料的选择密切相关。

对于切削力来说，刀具材料的硬度、韧性和强度等参数将直接影响切削过程中的切削力大小。

通常情况下，硬度较高的刀具材料会具有较大的切削力，而韧性较好的刀具材料则可降低切削力的大小，从而提高刀具的使用寿命。

在切削温度方面，刀具材料的导热性能是一个重要因素。

通常情况下，导热性好的刀具材料能够迅速将切削热传递至刀具周围和冷却液中，并加速热量的散去，从而降低切削温度。

刀具材料的润滑性能也会影响切削温度的大小。

良好的润滑性能可以降低切削面与刀具的摩擦阻力，减少切削热的产生，从而降低切削温度。

此外，切削参数的选择对切削力和切削温度的影响也不可忽视。

合理选择切削参数如切削速度、进给量和切削深度等，可以有效减小切削力和切削温度。

降低切削温度的方法还可以通过加工液的冷却和润滑作用来达到，以减少切削过程中切削热的积聚和刀具表面的磨损。

为了更好地优化切削力和切削温度，一些先进的刀具设计和制造技术被广泛应用。

例如，采用涂层技术可以提高刀具的耐磨性和润滑性能，从而降低切削力和切削温度。

刀具的复合结构设计、减少刀具材料的残留应力等技术也被广泛研究，以提高刀具的刚度和热稳定性。

切削力

第二章金属切削过程
Wang chenggang
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第五节
切削热和切削温度
二、切削温度
切削温度一般指切削区域的平均温度。切削温度的高低与被加工材料、刀具材料、刀具几何角度、切削用量等因素有关。最高温度
在前刀面和切屑接触长度的中间部位，说明摩擦集中在切屑底层；在已加工表面上，相对较高的温度仅存在于刀刃附近很小范围内，说明温度的升降是在极短的时间内完成的。
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三、影响切削力的主要因素
主要因素：工件材料、切削用量、刀具几何参数
1.工件材料
强度、硬度。工件材料的强度、硬度越高，材料的剪切
屈服强度越大，变形抗力也越大，切削力就越大。塑性或韧性。强度、硬度相近的材料，其塑性或韧性越
大，切屑越不易折断，使切屑与前刀面之间的摩擦增加，
直接受刃口挤压的切屑底层金属△ac变形较严重，其它部分只受前刀面挤压，变形较小。
2.切削用量
(1)背吃刀量的影响切削面积Ac 切削力
背吃刀量单位切削力Fc 进给量对比
背吃刀量增加一倍：切削层的切削面积增加一倍，底层的严重变形层占整个切削面积的比例不变，故Fc不变，但Ac增加一倍，故切削力增加一倍；第二章金属切削过程
第二章
金属切削过程
第一节金属切削刀具基础第二节切削变形第三节切屑的类型及控制
第四节切削力
第五节切削热和切削温度第六节刀具磨损
第七节刀具几何参数和切削用量的选择
第四节
切削力
一、切削力的来源和分解
1.切削力：刀具切削时受到的阻力，称为切削力。切削力来源变形抗力磨擦阻力

金属切削原理与刀具

第四章切削条件的合理选择
第一节工件材料的切削加工性第二节切削液第三节刀具几何参数的合理选择第四节切削用量的合理选择
第一节工件材料的切削加工性
“指对某种材料进行加工的难易程度”
相对加工性：Kr
Kr

V60 (V60 ) j
改善材料切削加工性的主要途径
1、热处理，改变材料的组织和机械性能 2、合理选用刀具材料 3、调整材料的化学成分

f
0.14

a0.04 p
三、影响切削温度的因素
3. 刀具几何参数对切削温度的影响控制切削温度的措施
γO ↗
1、正确使用切削液
θ ℃↙
2、合κ理选r 择↗切削用量
在满足工艺要求的前提下，取小的
θ ℃↗
vc较大的
ap、f
3、γ改O↗r善ε刀↗具几θ何℃条↙件：
θ ℃↙
第四节刀具磨损
一、刀具的磨损形式：
二、刀具磨损的原因
4. 氧化磨损：刀具上的表面膜被切屑或工件表面划擦掉后，在高温下（700~800℃）与空气中的氧作用产生松脆氧化物，造成刀具磨损。
综上所述：
三、刀具磨损过程与磨损标准
11、、刀具磨损过程
2、刀具磨损标准（磨损限度）
“指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大磨损尺寸”。以VB表示
2、产生条件： ①中等速度切削塑性材料。
②切削区的温度、压力和界面状况符合在刀面上发生冷焊的条件。
2、特点： ①硬度是工件材料的2~3.5倍，
可以代替刀具切削。
②周而复始的生长、脱落。
3. 对切削过程的影响：
4、精加工控制积屑瘤的措施
①
积屑瘤代替刀刃进行切削，保护了刀刃，增大了前角。

切削力及切削热影响因素研究

关键词：切削力；切削热；车削加工；影响因素
中图分类号：ＴＧ５０１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４ — １１６１（２０１５）０１ — ００８９ — ０２
车削过程中，车刀、工件都会发热；当吃刀量过大时。机床卡具、工件和工具易发生强烈震动。这些现象是由切削过程中的切削力和切削热产生的，因此探讨切削力和切削热的概念及影响因素意义重大。
收稿日期：２０１４ — １１ — １２
紫黑色，则切削热很大，切削力也很大。车削过程中产生的切削热分布情况大体上是：切屑占７５％，刀具占２０％，工件占４％。在车刀上，由于灼热的切屑沿着车刀前面流出，故车刀前面的温度较后面高。
第１期总第２４７期
２０１５年１月
农业科技与装备
ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｎｏ．１ＴｏｔａｌＮ０．
３影响切削力和切削热的因素
３．１工件材料的影响
作者简介：－￣．．．４￣（１９８４－），男，助理工程师，从事制造工艺与
工装方面的研究。
工件材料的机械强度对切削力和切削热有很大
农业科技与装备
２０１５年１月
的影响。工件材料愈硬、机械强度愈高，则车削时的切削力愈大，切削热亦愈大；车削较软、机械强度较低的材料，则切削力和切削热均较小。３．２前角的影响增大车刀的前角，车刀锋利，减小切屑的变形，从而减小了切屑力。同时，由于切屑变形时内摩擦减小。切削热也相应减小。３．３切削用量的影响由于切削用量三要素对切削力和切削热的影响不同，因此分别讨论吃刀深度、走刀量和切削速度对切削力和切削热的影响。３．３．１切削横断面积的影响车削时．切削横断面积愈大，则切削力、切削热愈大，但是吃刀深度与走刀量对切削力和切削热影响的程度不同。试验证明，在一般情况下，当吃刀深度增大１倍时．切削力也随之增大１倍，而切削热却增大７％；当走刀量增大１倍时，切削力随之增大６８％，而切削热增加１８％。因此，从切削力的角度看，在不改变切削横断面积时，采取增大走刀量、相应减小吃刀深度的方法，可减小切削力；而从切削热角度看，采取增大吃刀深度、相应减小走刀量的方法，可以减小切削热。３．３．２切削速度的影响切削热来源于切削变形的内摩擦和切屑与车刀前面、工件、车刀后面之间的外摩擦。所以切削速度增大，外摩擦也随之增大。由于极高的切削速度使切屑来不及进行充分地变形就被切离，因此。切削热并不按照与切削速度成正比例的关系增大。试验证明，在一般情况下，切削速度增大１倍，切削热仅增大３０％左右。切削速度对切削力的影响是不规则的，提高切削速度可以减小切削力，也可能增大切削力，这与切削过程中刀瘤的形成及消失有直接关系。刀瘤的存在实际上增大了车刀的前角和后角．因而减小了切削力。切削速度影响刀瘤的存在和消失，因此切削速度对切削力的影响随着刀瘤的变化而变

产生切削热的原因

产生切削热的原因引言切削热是指在机械加工过程中，由于刀具与工件之间的相对运动，摩擦和变形而产生的热量。

切削热对加工过程和加工质量都有重要影响。

本文将详细探讨产生切削热的原因，并分析其影响。

切削热的产生原因1. 刀具与工件之间的摩擦在切削过程中，刀具与工件之间会发生相对滑动或滚动摩擦。

由于摩擦力的存在，会使得刀具表面和工件表面发生摩擦变形，导致能量转化为热能。

这种摩擦所产生的热量即为切削热。

2. 刀具与工件之间的塑性变形在机械加工中，由于材料受到外力作用而发生塑性变形。

当刀具与工件接触时，在高压下，金属材料会发生塑性流动，从而消耗能量并转化为热能。

3. 切屑形成和分离在进行金属切削时，由于刀具对工件施加了剪切力，使得金属材料发生剪切变形，并产生切屑。

切屑在与刀具接触的过程中会受到摩擦力的作用，从而转化为热能。

4. 刀具材料的热膨胀在加工过程中，由于高温的存在，刀具材料会发生热膨胀。

这种热膨胀会导致刀具与工件之间的接触面积减小，进而增加了单位面积上的压力和摩擦力，从而产生更多的切削热。

5. 切削液的摩擦和冷却效应在机械加工中常常使用切削液来降低摩擦、冷却工件和刀具。

然而，在运动状态下，当液体分子受到高速运动时会产生摩擦，并将其能量转化为热量。

同时，通过蒸发和吸收热量等方式，切削液也可以起到冷却作用。

切削热对加工过程的影响1. 影响加工精度和表面质量切削热会导致工件和刀具的温度升高，从而引起材料的热膨胀和变形。

这种热变形会直接影响加工精度和表面质量，使得工件尺寸偏差增大、表面粗糙度增加。

2. 影响切削力和功耗切削热会导致材料软化，使得切削力增加。

同时，由于切削液的摩擦效应，摩擦力也会增大。

这些额外的力对机床结构和动力系统都会产生不利影响，并增加了功耗。

3. 影响刀具寿命高温环境下，刀具容易受到热腐蚀、氧化等损伤。

此外，由于高温环境下金属材料的软化，容易引起刀具的塑性变形、断裂等问题。

因此，切削热对刀具寿命有着重要影响。

车床切削力与切削功率计算

切削力与切削功率切削力与切削功率切削力与切削功率计算切削力及其分解、切削功率（1）切削力产生与切削力分解切削加工时，刀具作用下，被切削层金属、切屑和工件已加工表面金属都要产生弹性变形和塑性变形，这些变形所产生抗力分别作用前刀面和后刀面上：同时，切屑沿前刀面流出，刀具与工件之间有相对运动，还有摩擦力作用刀面和后刀面上。

这些作用刀具上合力就是总切削力F，简称切削力。

F受很多因素影响，，其大小和方向都是不固定。

便于分析切削力作用和测量切削力大小，常常将总切削力F分解为如图1-9所示三个互相垂直切削分力：1)切削力F c是总切削力主运动方向上分力。

，它垂直与基面，是切削力中最大一个切削分力。

其所消耗功率占总功率95%~99%。

它是计算机床动力，校核刀具、夹具强度与刚度主要依据之一。

2) 背向力F p是总切削力切削深度方向上分力。

它基面内，与进给运动方向垂直。

图1-9 切削力分解此力作用机床一夹具一工件一刀具系统刚度最弱方向上，容易引起振动与加工误差，它是设计和校验系统刚度和精度基本参数。

3) 进给力F f是总切削力进给运动方向上分力。

它基面内，与进给运动方向一致。

F f作用机床进给机构上，是计算和校验机床进给系统动力、强度及刚度主要依据之一。

由图1-9可知，总切削力F与三个切削分力之间关系为（1-1）（2）切削功率消耗切削过程中功率称为切削功率p m。

切削功率为切削力F c--和进给力F f所消耗功率之和，因背向力F p没有位移，不消耗功率。

切削功率（W）为（1-2）式中：F c—切削力（N）υc—切削速度（m/s）F f—进给力（N）υf—进给速度（mm/s）。

一般情况下，F f所消耗功率（约占p m1%~2%）远小于F c所消耗功率，，式（1-2）可简化为（1-3）按上式求P m后，如要计算机床电动机功率P E，还应将P m除以机床传动效率ηm（一般取ηm=0.75~0.85），即(1-4)2.切削分力经验公式目前，生产中计算切削分力经验公式可分为两类：一类是按单位切削力进行计算。

切削速度对切削温度的影响

切削速度对切削温度的影响切削加工是制造业中常用的一种加工方法。

在切削加工中，切削速度是一个非常重要的参数之一，它可以影响到加工精度、表面质量和工具耐用性等方面。

同时，切削速度也会对切削温度产生影响。

切削温度是指切削过程中产生的热量。

在切削过程中，材料的与工具接触面会受到摩擦力的作用，产生摩擦热，同时切削刃也会对工件产生切削力，使得工件表面产生热变形和热冷变形，从而使得切削过程中的热量逐渐积累，最终导致切削温度的升高。

而切削温度的升高会引起一系列问题，比如刀具磨损、工件表面品质变差、材料耐久性降低等，因此控制切削温度对切削加工至关重要。

切削速度的增加会导致摩擦力的增大，进而会使得切削热的产生率增大。

当切削速度较低时，切削刃的切入和切出都比较缓慢，摩擦力和热量的产生也较少，因此切削温度相对较低。

而当切削速度提高到一定程度后，热量的产生速率会快于散热速度，从而会导致切削温度的升高。

切削速度的改变还会对切削热在工件和刀具之间的分布产生影响。

当切削速度较低时，切削热主要集中在切削刃和工件的接触区域，因此会导致刀具的磨损和工件表面的变形。

而当切削速度增大时，由于热量传递速度和散热速率的不同，切削热主要集中在工件表面，这样可以降低刀具的磨损和工件表面的变形，但是会增加切削温度。

切削过程中的切削热可以通过切削冷却液的喷洒来散热，从而控制切削温度。

当切削速度较低时，切削冷却液可以充分地湿润切削刃和工件的接触面，并迅速地把切削热带走，从而使得切削温度较低。

而当切削速度增大时，由于切削冷却液喷洒的时间减少和冷却液的流量加大，可能会导致冷却液在切削过程中不能充分地湿润切削刃和工件的接触面，从而增加切削温度。

综上所述，切削速度是影响切削温度的一个重要因素，需要根据具体情况合理地选择切削速度，控制切削温度，避免出现一系列问题。

在实际切削加工中，切削速度的选择需要考虑许多因素，如加工材料、工件形状、工具材料、切削方式等，以保证切削加工的质量和效率。

切削力

• （2）切深抗力Fy 切深方向的分力；也称径向力、吃刀力。不消耗功率，但在机床一工件－夹角－刀具工艺系统刚性不足时，是造成振动的主要因素。
• （3）进给抗力Fx
• 进给方向的分力。
• 也称轴向力、走刀力。
• 消耗了总功率5％左右，它是验算机床进给系统主要零、部件强度和刚性的依据。
2、切削力测定和车削力实验公式
切屈服强度越高，切削力越大。
• 工件材料的塑性或韧性越高，切屑越不易折断，使切屑与前刀面间摩擦增加，故切削力增大。
• 注意点：材料硬化能力越高，则力越大。
• 奥氏体不锈钢，强度低、硬度低，但强化系数大，较小的变形就会引起材料硬度提高，所以切削力大。
• 铜、铅等塑性大，但变形时，加工硬化小，则切削力小。
切削力增大；前角γO1负值增大，变形加大，切削力增大。
刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径越大，圆弧刀刃参加工作比
例越多，切削变形和摩擦越大，切削力越大。由于圆弧刀刃上主偏角是变化的，使参加
工作刀刃上主偏角的平均值减小，因此使FY增大，并较易引起振动。
• 刀具磨损
• 刀具磨损，使刀刃变钝、后刀面与加工表面间挤压和摩擦加剧，切削力增大，振动加大。
• 切削速度
• 加工塑性金属时，主要因素为积屑瘤与摩擦。 • 低、中速（5－20m/min）：υ提高，切削变形减小，
故Fz逐渐减小；积屑瘤渐成。 • 中速时（20m/min左右）：变形值最小，Fz减至最
小值，积屑瘤最高，大前角作用。 • 超过中速，υ提高，切削变形增大，故Fz逐渐增大。
积屑瘤消失。 • 高速（υ＞60m/min），切削变形随着切削速度增加
（2）切削用量的影响
• 切削深度和进给量 • 切削深度ap和进给量f增大，分别使切削

铣削的原理

铣削的原理铣削是一种常见的机械加工方法，通过旋转刀具对工件进行切削，以达到加工工件的目的。

在工业生产中，铣削广泛应用于各种金属和非金属材料的加工，具有高效、精度高等优点。

本文将介绍铣削的原理及其相关知识。

首先，铣削的原理是利用刀具对工件进行切削。

铣削刀具一般由刀柄、刀杆和刀片组成，刀片上有多个切削刃，刀具在旋转的同时，沿着工件的表面进行切削，将工件上的材料去除，从而形成所需的形状和尺寸。

其次，铣削的原理还包括切削力和切削热的产生。

在铣削过程中，刀具对工件进行切削时，会产生切削力，这是由于刀具对工件材料的切削作用所产生的力。

同时，切削过程中还会产生大量的切削热，这是由于刀具与工件之间的摩擦和切削作用所产生的热量。

另外，铣削的原理还涉及到切屑的形成。

在铣削过程中，刀具对工件进行切削时，会将工件上的材料切削下来，形成切屑。

切屑的形成不仅会影响加工表面的质量，还会影响刀具的寿命和加工效率。

此外，铣削的原理还包括切屑的排除和切削液的使用。

在铣削过程中，切屑的排除对于保证加工质量和刀具的正常使用至关重要。

同时，为了降低切削热和摩擦，提高切削效率，通常会使用切削液来冷却和润滑切削区域。

最后，铣削的原理还涉及到刀具的选择和加工参数的确定。

不同的工件材料和加工要求需要选择不同类型的刀具，同时还需要确定合适的切削速度、进给速度和切削深度等加工参数，以保证加工质量和提高加工效率。

综上所述，铣削的原理涉及到刀具的切削、切削力和切削热的产生、切屑的形成、切屑的排除和切削液的使用、刀具的选择和加工参数的确定等多个方面。

了解铣削的原理对于提高加工质量、提高生产效率具有重要意义，也为工程师和操作人员提供了指导和参考。

希望本文能够帮助读者更好地理解铣削的原理，为实际生产提供帮助。

谈机械加工中影响表面层物理力学性能的因素

谈机械加工中影响表面层物理力学性能的因素机械加工中工件由于受到切削力和切削热的作用，其表面层的物理力学性能将产生很大的变化，造成与基体材料性能的差异，这些变化主要表现为表面层的金相组织和硬度的变化及表面层出现的残余应力。

一、表面层金相组织的变化机械加工过程中，在加工区由于加工时所消耗的热量绝大部分转化为热能使加工表面出现温度的升高。

当温度升高到超过金相组织变化的临界点时，表面层金相组织就会发生变化。

一般的切削加工，切削热大部分被切屑带走，因此影响也较小。

但对磨削加工来说，由于单位面积上产生的切削热比一般切削方法大几十倍，切削区的高温将引起表面层金属的相变。

磨削加工比其他切削加工的表面残余应力更复杂一些。

一方面，由于磨粒切刃为负前角，磨粒对加工表面的作用引起冷塑性变形，使表层产生压应力。

另一方面，磨削区温度高，一般达800~1000℃，甚至更高，很容易引起热塑性变形和金相组织发生变化，使加工表面形成拉应力并会产生细微裂纹，严重时，形成表面烧伤。

影响磨削烧伤的因素（1）砂轮材料对于硬度太高的砂轮，钝化磨料颗粒不易脱落，砂轮容易被切削堵塞。

因此，一般用软砂轮好。

砂轮结合剂最好采用具有一定弹性的材料，保证磨粒受到过大切削力时会自动退让，如树脂、橡胶等。

一般来讲，粗粒度砂轮不容易引起磨削烧伤。

（2）磨削用量当磨削深度增大时，工件表面及表面下不同深度的温度都将提高，容易造成烧伤；当工件纵向进给量增大时，磨削区温度增高，但热源作用时间减小，因而可减轻烧伤。

但提高工件速度会导致其表面粗糙度值增大。

提高砂轮速度可弥补此不足。

实践证明，同时提高工件速度和砂轮速度可减轻工件表面烧伤。

（3）冷却方式采用切削液带走磨削区热量可避免烧伤。

但由于旋转的砂轮表面上产生强大的气流层，切削液不易附着，以致没有多少切削液能进入磨削区。

所以普通的冷却方式效果不理想，因此可采用高压大流量的冷却方式，一方面可增加冷却效果，另一方面可以对砂轮表面进行冲洗，使切屑不致堵塞砂轮。

机械加工中的切削力与切削热分析

切削力的分类：主切削力、进给切削力和背向切削力
切削力的影响因素：刀具材料、刀具几何参数、切削参数、工件材料等
切削力的来源：刀具与工件之间的摩擦力和刀具对工件的挤压力
切削热的产生
切削力与切削热的关系
切削力是切削过程中产生的力，包括主切削力、进给力和背向力
切削热是切削过程中产生的热量，包括切削热和摩擦热
切削热对加工环境的影响
温度升高：切削热导致加工环境温度升高，影响加工精度和效率
空气污染：切削热产生的烟雾和粉尘对环境造成污染
设备磨损：切削热导致设备磨损加剧，影响设备寿命和加工质量
安全风险：切削热可能导致火灾、烫伤等安全事故
切削力与切削热的测量与控制
5
切削力与切削热的测量方法
切削力测量：采用测力仪、传感器等设备进行测量
切削力和切削热之间存在密切关系，切削力越大，产生的切削热越多
切削热对刀具寿命和加工质量有重要影响，需要采取措施控制切削热
切削力对加工的影响
3
切削力对加工效率的影响
切削力过大会导致刀具磨损加剧，影响加工效率
切削力过大会导致工件变形，影响加工精度
切削力过大会导致刀具寿命降低，增加加工成本
切削力过大会导致机床振动加剧，影响加工稳定性
机械加工中的切削力与切削热分析
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目录
01
添加目录项标题
02
切削力与切削热的基本概念
03
切削力对加工的影响
04
切削热对加工的影响
05
切削力与切削热的测量与控制
06
切削力与切削热的研究进展
添加目录项标题
1
切削力与切削热的基本概念
2
切削力的定义

切削力和温度在金属切削原理与刀具中的重要性

切削力和温度在金属切削原理与刀具中的重要性在金属切削加工过程中，切削力和温度是两个非常重要的参数。

切削力是指在切削过程中刀具受到的力的大小和方向，而温度则是切削过程中产生的热量。

这两个参数对于金属切削原理和刀具的性能和寿命具有重要影响。

首先，切削力对于刀具的选择和设计非常关键。

切削力的大小直接影响切削过程中刀具的受力情况，对刀具的耐用性和切削质量有很大影响。

如果切削力过大，会导致刀具的磨损加剧，甚至可能导致切削刃断裂。

因此，刀具的选择应该考虑到切削力的大小和方向，以确保刀具能够承受切削过程中的力的作用。

另外，切削力的方向也对于加工件的定位和固定具有重要意义。

在金属切削加工中，加工件通常需要进行固定和定位，以确保切削过程的精度和稳定性。

此时，切削力的方向可以被用来辅助加工件的定位，使得加工过程更加稳定和精确。

另一个重要参数是温度。

在切削过程中，由于切削作用产生的摩擦和剪切力，会导致金属工件和刀具发生热量的产生。

这些热量会导致工件和刀具的温度升高，如果温度过高，会对刀具和工件的性能和寿命产生严重影响。

首先，温度升高会导致刀具磨损加剧。

高温会使刀具材料的硬度降低，使切削刃更容易受到磨损。

当温度超过刀具材料的耐热极限时，刀具可能会出现软化、脱屑或变形等情况，影响切削质量并降低刀具的使用寿命。

其次，温度升高还会对切削表面产生不良影响。

过高的温度会导致切削表面烧伤、粘着和切削沟槽的生成，降低切削表面的质量。

这对于需要较高表面质量的加工件来说是不可接受的。

此外，温度升高还会影响切削润滑效果。

在切削过程中，切削润滑剂通常被用来冷却和润滑刀具和工件的接触表面，减少磨损和摩擦。

然而，过高的温度会使切削润滑剂失去润滑和冷却效果，从而降低切削过程的效率和质量。

总之，切削力和温度是金属切削加工中非常重要的参数。

切削力的大小和方向影响着刀具的选择和设计，对刀具的寿命和加工质量有直接影响；温度的升高会对刀具和工件的性能和质量产生负面影响，包括刀具磨损、切削表面质量降低和切削润滑效果下降。