切削力的经验公式

切削力的经验公式

目前，人们已经积累了大量的切削力实验数据，对于一般加工方法，如车削、孔加工和铣削等已建立起了可直接利用的经验公式。

测力实验的方法有单因素法和多因素法，通常采用单因素法。即固定其它实验条件，在切削时分别改变背吃刀量ap和进给量f，并从测力仪上读出对应切削力数值，然后经过数据整理求出它们之间的函数关系式。

通过切削力实验建立的车削力实验公式，其一般形式为：

注意：切削力实验公式是在特定的实验条件下求出来的。在计算切削力时，如果切削条件与实验条件不符，需乘一个修正系数KF，它是包括了许多因素的修正系数乘积。修正系数也是用实验方法求出。

三、单位切削力、切削功率和单位切削功率

1、单位切削力p：是指切除单位切削层面积所产生的主切削力。可用下式表示：

上式表明，单位切削力p与进给量f有关，它随着进给量f增大而减小。单位切削力p不受背吃刀量ap的影响。

单位切削力p可查手册，利用单位切削力P来计算主切削力Fz较为简易直观。

2、切削功率Pm：消耗在切削过程中的功率称为切削功率Pm(国标为Po)。

切削功率为力Fz和Fx所消耗的功率之和，因Fy方向没有位移，所以不消耗功率。于是

Pm=(FzVc+Fxnwf/1000)×10-3

其中：Pm—切削功率（KW）；

Fz—切削力（N）；

Vc—切削速度（m/s）；

Fx—进给力（N）；

nw—工件转速（r/s）；

f—进给量（mm/s）。

式中等号右侧的第二项是消耗在进给运动中的功率，它占总功率5%左右，可以略去不计，于是

Pm=FzVc×10-3

按上式求得切削功率后，如要计算机床电动机的功率（PE）以便选择机床电动机时，还应考虑到机床传动效率。

PE≥Pm/ηm

式中：ηm—机床的传动效率，一般取为0.75～0.85，大值适用于新机床，小值适用于旧机床。

3、单位切削功率Ps

单位切削功率Ps是指单位时间内切除单位体积金属Zw所消耗的功率。

四、切削力的变化规律

实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态和切削液等。

1、工件材料

（1）硬度或强度提高，剪切屈服强度τs增大，切削力增大。

（2）塑性或韧性提高，切屑不易折断，切屑与前刀面摩擦增大，切削力增大。

2、切削用量

（1）背吃刀量（切削深度）ap、进给量增大，切削层面积增大，变形抗力和摩擦力增大，切削力增大。

由于背吃刀量ap对切削力的影响比进给量对切削力的影响大( 通常XFz=1,YFz=0.75-0.9），所以在实践中，当需切除一定量的金属层时，为了提高生产率，采用大进给切削比大切深切削较省力又省功率。