各种加工方法的切削力计算(车、铣、钻)
模块一、二综合练习题答案
模块一、二综合练习题答案一．判断题1、计算车外圆的切削速度时，应按照已加工表面的直径数值进行计算。
（×）2、刀具前角的大小，可以是正值，也可以是负值。
（√）3、刀具的主偏角具有影响切削力、刀尖强度、刀具散热的作用。
（√）4、金属的切削过程也是形成切屑和已加工表面的过程。
（√）5、精加工相对于粗加工而言，刀具应选择较大的前角和较小的后角。
（×）6、刃倾角的作用是控制切屑的流动方向并影响刀头的强度，所以粗加工应选负值。
（√）7、切削加工中，常见机床的主运动一般只有一个。
（√）8、工艺系统刚性较差时（如车削细长轴），刀具应选用较大的主偏角。
（√）9、粗车主要目的是切除工件上的大部分余量，精车的主要目的是保证工件的精度和减小表面粗糙度Ra值。
（√）10、车削加工不宜加工硬度在30HRC以上的淬火钢。
（√）11、90度车刀（偏刀），主要用来车削工件的外圆、端面和台阶。
（√）12、一夹一顶装夹，适用于工序较多、精度较高的工件。
（×）13、两顶尖装夹方式适用于装夹重型轴类零件。
（×）14、两顶尖装夹粗车工件，由于支承点时顶尖，接触面积小，不能承受较大切削力，不宜使用。
（√）15、车削内孔时排屑和冷却较困难。
（√）16、圆柱孔的测量比外圆测量困难。
（√）17、车削套类零件的刀柄受孔径及孔深的影响，刚性较差。
（√）18、麻花钻可以在实心材料上加工内孔，不能用来扩孔。
（×）19、车孔时的切削用量应比车外圆低一些。
（√）20、细长轴通常用一夹一顶或两顶尖装夹的方法来加工。
（√）21、为了防止和减少薄壁零件工件加工时产生变形，加工时应分粗、精车。
（√）22、车削薄壁零件时，尽量不用径向夹紧法，最好用轴向夹紧法。
（√）23、车削短小套类零件时，为保证内、外圆轴线的同轴度，可用一次装夹车削。
（√）24、在立式铣床上不能加工键槽。
（×）25、卧式铣床主轴的中心轴线与工作台面垂直。
机械制造中的切削加工方法与典型零件的加工工艺
齿轮轴（磨削工序）工艺流程卡
工序 工种
工艺流程
使用设备
1 下料 Φ40mm×154mm（材料45号钢）
带锯下料
2 热处理 调质 硬度 220-250HBW
热处理
两端加工中心孔，一夹一顶，加工各外园、环槽 普通车床或 3 车工 、倒角、螺纹等达图中尺寸，加工1：10圆锥，保 数控车床
常用的划线工具：划线平台、划针、划规（单脚规)、 钢板尺、直角尺、高度游标尺、划线盘、分度头、方 箱、V型铁、样冲等。 2) 錾削：是钳工用手锤敲击錾子对工件进行切削加工 的一种方法，一般用碳素工具钢锻成（T7A），常用錾 子的分类及应用： ① 扁 錾：主要用来錾平面、去毛刺和分割板料。 ② 尖 錾：主要用来錾削沟槽及分割曲线板料。 ③ 油槽錾：常用来錾切平面或曲面上的油槽。
①选用4mm×16mm半圆键槽铣刀，选用模数2mm、2号
模数铣刀
4
铣工
②选用分度头、尾座，一夹一顶装夹，三爪夹 Φ20±0.006mm处
立式铣床或 立式加工中
③打表找正，加工键槽达图尺寸，加工齿面留磨量单
心
面0.2mm
立式加工中心+回转工作台
第一部分 机械制造中的切削加工方法
3.磨削
磨削是用砂轮或其它模具以较高的线速度对工件 表面进行加工的方法，其主运动是砂轮的旋转运动。
1）划线：是指根据图样和技术要求，在毛坯或半成 品上用划线工具划出加工界限（或基准线）的过程。 划线的作用： ①确定工件各加工面的加工位置和加工余量，使加工 有明显的尺寸界线（特别是大型铸件）。 ②便于复杂工件在机床上安装，按线找正定位。 ③能全面检查毛坯的尺寸，及时发现不合格的毛坯。 ④采用借料划线可使误差不大的毛坯得到补救。 ⑤在板料上划线排料，可以提高材料利用率。
西南交通大学机械制造基础作业及答案
&机械制造基础线下作业第一次作业一、主观题(共8道小题)1.车外圆时，已知工件转速n=320r/min，车刀移动速度v f=64mm/min，试求切削速度v c，进给量f，背吃刀量a p。
已知待加工表面直径100mm, 已加工表面直径94mm.答：V=s f=s ap=3mm2.已知下列车刀的主要角度，试画出它们切削部分的示意图。
%1）端面车刀：γ0=15°α0=10°κr=45°κr’=45°2）切断刀：γ0=10°α0=6°κr=90°κr’=20°3）外圆车刀：γ0=15°α0=8°κr=75°κr’=15°答：（1）（2）（3）3.实现切削加工的必要条件是什么：答：切削运动，刀具材料，刀具角度加工方法机床主运动进给运动；车卧式车床立式车床工件的旋转运动刀具的纵向或横向进给钻台式钻床立式钻床摇臂钻床刀具的旋转运动￥刀具的轴向进给镗卧式镗床(坐标镗床)刀具的旋转运动工作台纵向进给或横向进给刀具径向或轴向进给铣立式铣床、卧式铣床》刀具的旋转运动工作台纵向、横向和垂直进给刨牛头刨床龙门刨床刀具的往复移动工作台的往复移动工作台横向进给!刀架水平或垂直进给插插床(圆形工作台)刀具的往复移动工作台纵向、横向和圆周进给拉拉床(拉刀)刀具的轴向移动！] 5.刀具常用三种刀具材料（高速钢、硬质合金及碳素工具钢）的特点及适用条件是什么。
答：%6.切削三要素包括那些各自的定义是什么答：切削速度，进给量，切削深度，切削速度:在单位时间内,刀具(或工件)沿主运动方向的相对位移.进给量:主运动在每行程(或每转)内,工件与刀具之间沿进给运动方向的相对位移.切削深度:工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离,即在垂直于进给运动的方向上测量的主切削刃切入工件的深度,单位 mm。
7.刀具角度的参考坐标系有哪三个平面组成如何定义答：基面，切削平面，主剖面基面：通过切削刃某选定点，与主运动假定方向相垂直的平面。
机械制造加工工艺文件制定
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⑶、选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。 在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。 在大批、大量生产中可以从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工的工作量。 在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。提高单件小批生产的生产率亦是目前机械制造工艺的研究课题之一。
１、精基准的选择
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１、精基准的选择
㈡、定位基准的选择 1、精基准的选择 ⑵、基准统一原则 尽可能使各个工序的定位基准相同。 各工序所用的夹具统一，减少了设计和制造夹具的时间和费用； 避免因基准转换过多带来的误差，有利于保证其相互位置精度； 各表面之间达到很高的位置精度； 避免多次装夹带来的装夹误差和减少多次装载工件的辅助时间。
生产纲领： N=Q n ( 1 + a % )( 1 + b %) 生产内型： 大量生产 大批生产 大批生产 中批生产 小批生产 单件生产
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一、基本概念
㈣、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程的作用 (1) 指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用； (2) 是生产组织和生产管理的依据：即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据； (3) 是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。
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一、基本概念
㈣、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程的原始资料
（1）产品装配图、零件图； （2）产品验收质量标准； （3）产品的生产纲领及生产批量； （4）毛坯材料与毛坯生产条件； （5）制造厂的生产条件，包括机床设备、工艺装备的规 格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装备能力、能源状况等资料； （6）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准； （7）国内外先进制造技术资料等。
数控加工三要素
钴高速钢W6MoCr4V2Co8、超硬高速钢W2Mo9Cr4Co8等） 粉末冶金高速钢 （用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水，直接得到
工具钢——合金工具钢
为了改善碳素工具钢的性能，常在其中加入适量合金元素如锰、铬、 钨、硅和钒等，从而形成了合金工具钢。常用牌号有9SiCr、GCrl5、 CrWMn等。合金工具钢与碳素工具钢相比，其热处理后的硬度相近， 而耐热性和耐磨性略高，热处理性也较好。但与高速钢相比，合金工具 钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢，使其应用受到很大的限制。 因此，合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢，作一些低速、手动刀具 ，如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。
Steel P
Stainless Steel M
Cast Iron Non-Ferrous
K
N
Super Alloys
S
Hardened Materials
H
钢 不锈钢 铸铁 非铁金属 高温材料 超硬材料
工件的切削性能会受到如 下条件影响 • 合金成分 • 热处理 • 显微结构 • 强度 • 热弥散系数 • 加工硬化倾向
切削参数计算
转速 n
n 1000Vc
d
切削速度 Vc
Vc
dn
1000
进给量 f
Vf n fz Z
n —转速 （r/min） Vc—切削速度 （m/min） d —铣刀直径/工件直径
（mm） f —进给量（mm/r） Z —齿数
切削的种类划分
铣削
第1篇切削加工的理论基础
第1章 切削加工的理论基础
机械制造技术基础
1.2.1 切屑的形成
挤压与切削 正挤压：
金属材料受挤压时，最大剪应力方向与作用力方向约 成45°
偏挤压：
金属材料一部分受挤压时，OB线以下金属由于母体阻 碍，不能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移s
机械制造技术基础
刀具 O
切屑根部金相照片
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
变形区的划分
第一变形区
机械制造技术基础
第二变形区
第三变形区
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
第一变形区的变形特征：
切削层金属沿滑移线的剪切 滑移变形及随之产生的加工 硬化。
第一变形区的实际厚度为 0.02~0.2mm，切削速度越 大，厚度越小。故第一变形 区可看成是一个剪切面。
剪切面与切削速度之间的夹 角成为剪切角，体现变形的 难易程度。
机械制造技术基础
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
机械制造技术基础
第二变形区的变形特征：
切屑底层金属受摩擦挤压后的塑性变形及晶粒纤维化。
受力：
挤压
摩擦
滑移与晶粒的伸长
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
前刀面内的摩擦（内摩擦与外摩擦） 区域划分： 粘结区lf1: 剪切滑移，内摩擦 滑动区lf2: 滑动摩擦，外摩擦
切屑长度压缩比（Λl）
l
LD Lch
h
hch hD
OM
sin(90 OM sin
o)
cos( o ) sin
表示切屑变形程度的方法
机械制造技术基础
各种加工方法的加工精度
各种加工方法的加工精度Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】各种加工方法的加工精度一：车削车削中工件旋转，形成主切削运动。
刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。
刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。
仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。
采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。
车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。
车削加工精度一般为IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。
精车时，可达IT6—IT5，粗糙度可达—μm。
车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。
二：铣削主切削运动是刀具的旋转。
卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。
立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。
提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。
但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。
这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。
在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。
按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。
顺铣铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。
在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。
逆铣可以避免顺铣时发生的窜动现象。
逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。
同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。
铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。
普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。
数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。
第 章 切削用量及其计算
般采用普通速度，即υs≤35m/s。有时采用高速磨削，即υs＞35m/s，如 45m/s, 50m/s,60m/s, 80m/s
或更高。磨削用量的选择步骤是：先选较大的工件速度υw，再选轴向进给量 fa，最后才选径向 进给量 fr。
(a)圆柱铣刀铣平面
(b)端铣刀铣平面
(c)立铣刀铣槽
图 14-1 不同铣削加工的切削要素
68.8 37.6
0.40 0.20 —
0.50 0.25
表 14-2 车削过程使用条件改变时的修正系数
（一）与车刀寿命有关
刀具 材料
工件材料
车刀形式
寿命 工作
T/min 30 60 90 120 150
修正系数
240 360
329
机械制造技术基础与工艺学课程设计教程
κ
' r
①组合机床切削用量应比普通机床低 30%，以减少换刀时间，提高经济效益。
②组合机床上的多种同时工作的刀具，其合理切削用量是不同的。如钻头要求υc 高 f 小，
而铰刀则要求υc 低 f 大。但动力头每分钟的进给量却是一样的。为使各刀具都有较合适的切削
用量，应首先列出各刀具独自选定的合理值，然后以“每分钟进给量相等”为标准进行折中，
前孔的半径之差。
（3）铣削加工要注意区分铣削要素
υc——铣削速度，m/min， υc
=
πd0n 1000
；
d0——铣刀直径，mm；
n——铣刀转速，r/min；
f——铣刀每转工作台移动距离，即每转进给量，mm/r；
fz——铣刀每齿工作台移动距离，即每齿进给量，mm/z；
υf ——进给速度，即工作台每分钟移动的距离，mm/min, υf=fn=f zzn；
第三章 常用金属切削加工方法
孔中键槽及多边形孔等，有时也用于加
工成形内外表面
二、拉 削
指在拉床上用拉刀进行加工的方法， 拉削可以认为是刨削的进一步发展。
它是利用多齿的拉刀，逐齿依次从工件 上切下很薄的金属层，使表面达到较高 的精度和较小的粗糙度值。
拉削时，一般由拉刀作低速直线运动， 被加工表面在一次走刀中形成
第三章 常用金属切削加工方法
车削加工 钻削和镗削加工 刨削和拉削加工 铣削加工 磨削加工
概述
机械零件种类繁多，但其形状都是由一些基本表面 组合而成。零件的最终成形，实际上是由一种表面 形式向另一种表面的转化，包括不同表面的转化、 不同尺寸的转化及不同精度的转化。转化过程的实 现，主要依靠运动。不同切削运动（主运动和进给 运动）的组合便形成了不同的切削加工方法。常用 的切削加工方法有车削、钻削、镗削、刨削、铣削、 磨削等，对某一表面的加工可采用多种方法，只有 了解了各种加工方法的特点和应用范围，才能合理 选择加工方法，进而确定最佳加工方案
在实际生产中,钻_扩_铰是较精密孔的典型加工工艺
三、镗孔
在镗床上完成孔加工的过程，叫镗孔。
工件安装在工作台上，工作台可作横向和纵向进给， 并能旋转任意角度。镗刀装在主轴或转盘的径向刀 架上，通过主轴箱可使主轴获得旋转主运动、轴向 进给运动，主轴箱还可沿立柱导轨上下移动。
镗削加工所用的刀具
单刃镗刀 浮动镗刀(V=0.08～0.13m/s)
3）减小背吃刀量，增加进给次数，以降低切削力。 （2）偏心工件的车削 偏心工件主要包括偏心轴和偏心套。如图3-8 （3）曲轴的车削 如图3-9
（二）车端面及台阶
（三）孔加工 （四）车槽及切断 （五）圆锥面的车削 常用圆锥面车削的方法有： 宽刀法，小刀架转位法，偏移尾座法和靠模法。
数控机床常用计算项目与计算方法
目录一、AC主轴伺服电机及变频(biàn pín)调速电机●几个(jǐ ɡè)基本概念（一）主轴电机转速(zhuàn sù)的计算（二）主轴电机额定输出(shūchū)扭矩及最大输出扭矩的计算。
（三）主轴电机恒扭矩转速范围内实际(shíjì)输出功率的计算。
（四）机床主轴额定输出扭矩及最大输出扭矩的计算。
车、铣、钻方式下，主轴及电机所需功率的计算一、AC主轴伺服电机及变频调速电机●基本概念1、电机的功率负载特性：做为一般驱动负载工作的回转电机有以下三种常用的功率负载特性：（1）连续工作制（S1）：是指该电机在额定工作条件和负载条件下允许长时间、不间断的工作。
（2）短时工作制（S2）：是指该电机在规定的短时间内允许超出额定功率进行运转工作，其超载时间优先采用10、30或60分钟等。
（3）断续工作制（S3）：是指该电机应按一定的通、断周期进行工作，以保证电机在大电流、超载情况下不致因电机温度过高，击穿绝源而烧坏。
在S3工作制下工作的电机允许的每一通、断工作周期为10分钟，例FANUC AC主轴电机规定在50%ED率下（S3工作制），其循环时间周期为10分钟（即ON：5min，OFF：5min）。
目前的AC主轴电机有一个重要特性就是允许在S2或S3工作制下运转，其实际就是一种短的工作制电机。
如FANUC的α11型主轴电机的额定连续输出功率为11kw。
S2工作制下的30分钟时间内允许的超载功率为15kw。
因数控机床在实际超载切削时每一次走刀时间很难超出30分钟，故许多机床制造厂在标定其生产的某型机床动力参数时，常用主轴电机的30分钟超载功率做为其样本上标示的主轴电机的主参数。
同样，进行数控机床设计时，设计者亦充分利用好主轴电机的这种特性。
特别需要指出的是，目前多采用的标准型普通变频电机，其仅能在S1工作制下工作，不允许超载使用，因此设计者选用时必须注意。
任务三(5)--工艺路线的拟订
表2-8 外圆表面加工方法的适用范围
序 号
加工方案
经济精 表面粗糙度Ra值
度级
／μm
适用范围
1
粗车
IT11以 下
50～11.5
2
粗车一半精车
IT8～10
6.3～3.2
适用于淬火钢以外的
各种金属
3
粗车一半精车一精车
IT7～8
1.6～0.8
4
粗车一半精车一精车一滚压（或抛光）
IT7～8 0.2～0.025
5
孔 方
6
法7
的 适8
用 范
9
围 10
钻—扩—铰 钻—扩—粗铰—精铰 钻—扩—机铰—手铰
钻—扩—拉
粗镗（或扩孔） 粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）
IT8～9 IT7
IT6～7
IT7～9
IT11～12 IT8～9
11
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）
IT7～8
12
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精 镗
(1）先基准面后其它
(2）先粗后精
(3）先主后次
(4）先面后孔
箱体和支架类零件既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平 面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或 孔系。 此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。此 时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。
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2、加工顺序的安排
5
粗车一半精车一磨削
IT7～8
6
粗车一半精车一粗磨一精磨
IT6～7
7
粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮 式超精磨）
IT5
8
粗车一半精车一精车一金刚石车
机械制造工程学实验报告-切削力
2.极差分析：
参加实验的因素取了几个水平，每一水平参加了几次实验，就会导致几个结果，把这些结果相加，就求出了每一因素各同一水平结果之和。本例中主轴转速有四个水平，各进行了四次实验，导致四个结果，把这四个结果相加，就得出各水平分别导致的结果之和，如Kn1=3.12+20.07+22.21+21.06=66.46为主轴转速在2000时切削力结果之和，然后将Kn1等分别写到下表3相应位置。极差是指一组数据中最大值和最小值之差，它是用来划分因素的重要程度的依据，极差越大说明该因素水平所引起实验结果的变化最大，根据极差大小，可以排出因素的主次顺序。经计算，3个主要因素切削深度ap、每齿进给量fx和主轴转速对切削力的影响程度依次为：主轴转速、切削深度、每齿进给量。
1.实验目的
（1)了解多分量切削力测力系统的基本结构及其工作原理。
（2）掌握KISTLER多分量切削力测力系统的基本操作方法。
（3）通过实验得出的数据，分析切削三要素对切削力的影响。
（4）分析实验数据，得出实验结论。
2.实验原理
KISTLER多分量切削力测力系统：
（1）切削力传感器具有高刚度，高固有频率，长寿命，大量程的特点；
1.通过极差分析判断主轴转速、每齿进给量、切削深度对切削力影响程度？
答：从小到大依次是主轴转速、每齿进给量、切削深度。
2.根据多元回归方法，求出切削力的经验公式系数，要求有详细的计算过程。
答：表格如下
序号
X1=logap
X2=logfx
X3=logn
Y=logF
1
X11=-1
X12=2.60
切削力计算公式
一、钻孔切削力和切削力矩计算
按照主轴转速1000rpm，进给速度0.1mm/转，钻穿1.8mm约需要时间1s。
切削力Ff
刀具材料：高速钢
加工方式：钻
公式：Ff=309*D*f^(0.8)*(Kp)
参数:D = 8
参数:f = 0.1
参数:Kp = 0.75（按铜合金多相平均HB>120）
计算结果= 293.839
切削力矩M
工件材料：灰铸铁(HB190)
刀具材料：高速钢
加工方式：钻
公式：M=0.21*D^(2)*f^(0.8)*(Kp)
参数:D = 8
参数:f = 0.1
参数:Kp = 0.75（按铜合金多相平均HB>120）
计算结果= 1.597
二、铣削切削力计算
铣削切削力计算类别：
工件材料：碳钢、青铜、铝合金、可锻铸铁等
刀具材料：高速钢
铣刀类型：端铣刀
公式：F=(Cp)*(ap)^(1.1)*(fz)^(0.80)*D^(-1.1)*B^(0.95)*z*(Kp) 参数:Cp = 294
参数:ap = 1.8
参数:fz = 0.5
参数:D = 8
参数:B = 8
参数:z = 4
参数:Kp = 0.75
计算结果= 707.914。
车削,铣削,磨削,刨削,钻削的工艺特点(一)
车削,铣削,磨削,刨削,钻削的工艺特点(一)车削工艺•车削工艺是一种通过旋转工件并用刀具切削的加工方法。
•车削可以用来加工各种形状的工件，包括圆柱、锥体、球体等。
•在车削过程中，刀具与工件之间会产生切削力，需要注意刀具的刃口磨损。
车削工艺的特点•高效率：车床可以实现自动化加工，提高生产效率。
•精度高：车削可以达到很高的加工精度，适用于精密零件的加工。
•可加工材料广泛：车削适用于各种材料，包括金属、塑料、陶瓷等。
铣削工艺•铣削工艺是通过刀具的旋转和工件的移动，将刀具的刃口与工件表面接触，实现切削加工的方法。
•铣削可以用来加工平面、曲线、槽口、齿轮等各种形状的工件。
•铣削切削力较大，需要注意刀具与工件的配合及刃口的磨损情况。
铣削工艺的特点•多功能性：铣削可以实现各种形状的加工，具有较高的加工灵活性。
•高效率：铣床可以实现自动化加工，提高生产效率。
•可加工材料广泛：铣削适用于各种材料，包括金属、塑料、木材等。
磨削工艺•磨削工艺是通过砂轮与工件表面的相对运动，将工件表面的材料去除的加工方法。
•磨削可以用来加工精度要求较高的工件，如轴、孔等。
•磨削过程中，砂轮会产生较大的热量，需要注意冷却与润滑。
磨削工艺的特点•高精度：磨削可以达到很高的加工精度，适用于精密零件的加工。
•表面光洁度高：磨削可以在工件表面留下光洁的加工面。
•可加工硬度较高的材料：磨削对硬材料的加工能力较强。
刨削工艺•刨削工艺是通过在刀具和工件之间施加压力，使刀具顺着工件的表面削去一层材料的加工方法。
•刨削可以用来加工大尺寸的平面和槽口等工件。
•刨削过程中，刀具需要具备较高的刚性和稳定性，以保证加工质量。
刨削工艺的特点•快速：刨削可以一次加工较大面积的工件，加工速度较快。
•平整度高：刨削能够获得平整度较高的加工面。
•可加工大尺寸工件：刨削适用于大型工件的加工。
钻削工艺•钻削工艺是通过钻杆的旋转和施加压力，将工件上的材料削除，实现加工的方法。
•钻削主要用于加工圆孔，可以在各种材料上进行钻削。
车削、钻削、铣削加工的标准切削力模型
车削、镗削、钻削、铣削加工的标准切削力模型M. Kaymakci, Z.M. Kilic, Y. Altintas摘要一个标准的切削力学模型是预测在铣削、镗削、车削和钻削加工过程中切削力系数的工具。
嵌入物在参考物的定向是数学建模遵循ISO工具的定义标准。
由作用在前刀面的摩擦力和法向力组成的变换矩阵转化成参考坐标系，取决于加工材料和切削刃的几何形状。
而这些力再进一步转化为铣床、镗床、车床和钻床坐标系中初步赋值的具体参数，在切削试验的标准模型进行了验证。
关键词切削力车削铣削镗削钻削1.前言目前研究的目的是开发一种可用于预测的进程模型，以完善之前代价昂贵、操作复杂的物理实验。
这种结合材料性能、切削方式、刀具种类、过程动力学和结构动力学的进程模型，是应用于预测在金属切削加工过程中的切削力、扭矩、工具、形状误差和振动。
仿真和加工工艺规划，可预测机床和其零部件的操作是否是可行的，或优化切削条件和刀具种类，以获得更高的材料去除率。
建立铣削、镗削、车削和钻削加工过程的力学模型，为以前的研究提供了宝贵的贡献。
切削力模型需要考虑切削力作用在切削刃的作用面积和切削力系数，再从加工测试中进行校准。
将沿切削刃的受力分布建模并相加，以预测作用在机械上的总负荷。
有Fu[1]等人提出的在端面铣削的机械方法是一个示范性的应用，对切削力模型的全面审查则已由埃曼等人[2]提出了，Armarego [ 3 ]提出的通过正交斜变换[ 4 ]，可以从平均剪切应力、剪切角和摩擦系数预测切削力系数，建模时，由于固体边沿和几何形状[5]的连续变化，通常都采用斜变换法来解决问题。
本文中将对由Luttervelt[6]和Altintas[7]等人发表的以机械切削力学为基础的方法进行回顾。
2000年以来，学者们更趋向于研究如何应用数值的方法来预测金属切削过程中的切削力系数。
有限元法和滑移线场模型用于预测切削力系数，也应用于对切削力的预测[8-10]，数值模型完全基于材料的在加工过程的应变、应变率、温度变化和摩擦系数。
切削力
1.1.4 影响切削力的因素
1. 工件材料
•影响较大的因素主要是工件材料的强度、硬 度和塑性。 •材料的强度、硬度越高，则屈服强度越高， 切削力越大。 •在强度、硬度相近的情况下，材料的塑性、 韧性越大，则刀具前面上的平均摩擦系数越 大，切削力也就越大。 •灰铸铁及其他脆性材料，切削力较小。
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课堂问题？
切削力来源及分力特点？
1.3.2 切削力的计算
1. 切削力的理论公式
Fc s h D b D (1 . 4 C ) s a p f (1 . 4 C )
式中 C — 与前角有关的系数。
它反映了材料性能( s )、切屑变形（ ξ）、切削用量 （ap、f）、切削层参数（hD、bD）及刀具前角的内在联系 。
工件材料的导热系数越低，通过工件和切屑传导出去
的切削热量越少，这就必然会使通过刀具传导出去的热
量增加。 例如切削航空工业中常用的钛合金时，因为它的导热
系数只有碳素钢的1/3~1/4，切削产生的热量不易传出， 切削温度因而随之增高，刀具就容易磨损。
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1.4.1 切削热的产生与传导
2.切削热的传出
重点难点
影响切削温度的因素；
学习目标
1. 掌握切削热的产生 2. 掌握切削温度的影响因素； 3. 了解切削温度的测量方法。
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1.4.1 切削热的产生与传导 1.切削热的产生
金属切削过程的三个变形区就是产生切削热 (cutting heat)的三个热源：
1)切削层金属发生弹性、塑性变形所产生的热 量，是切削热的主要来源； 2)切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量； 3)工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热量。
切削力计算方法
一、切削力的来源，切削合力及其分解(见P26）(一）切削力的来源研究切削力，对进一步弄清切削机理，对计算功率消耗，对刀具、机床、夹具的设计，对制定合理的切削用量，优化刀具几何参数等，都具有非常重要的意义。
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：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。
（二）切削合力及其分解它们的合力Fr作用在前刀面上近切削刃处。
为了便于分析切削力的作用和测量、计算切削力的大小，通常将合力Fr，在按主运动速度方向、切深方向和进给方向作的空间直角坐标轴z、y、x上分解成三个为相互垂直的Fz、Fy和Fx三个分力。
1、主切削力Fz（切向力）：主运动切削速度方向的分力。
Fz是最大的一个分力，它消耗了切削总功率的95%左右，是设计与使用刀具的主要依据，并用于验算机床、夹具主要零部件的强度和刚度以及机床电动机功率。
2、切深抗力Fy（径向力）：切深方向的分力。
Fy不消耗功率，但在机床一工件一夹具一刀具所组成的工艺系统刚性不足对，是造成振动的丰要因素。
3、进给抗力Fx（轴向力）：进给方向的分力。
Fx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。
注：在铣削平面对，上述分力亦称为：Fr——切向力、Fy——径向力、Fx——轴向力。
二、切削力的测定和切削力的经验公式(见P27）生产、实验中经常遇到切削力的计算。
目前切削力的理论计算公式只能供定性分析用。
因为切削力Fz 计算公式是在忽略了温度、正应力、第Ⅲ变形区变形与摩擦力等条件下推导出来的，故不能用于计算。
而求切削力较简单又实用的方法是利用测力仪直接测出或通过实验后整理成的实验公式求得。
1、用测力仪测量切削力测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换后，读出Fz、Fx、Fy的值。