高速切削时切削参数对切削力的影响

1.1.1转速对切削力的影响

高速铣削试验证明，在切削速度较低的情况下，切削力随转速的增加而升高，但达到某一临界速度值后，随着转速继续增大，切向切削分力反而下降，但最大切削功率和主轴功率利用率增大。不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。涂层刀具、LT55陶瓷刀具铣削调质45钢时的切向分力Fy，先随切削速度的增加而增加，达到临界速度后，切削速度提高，Fy下降较快，临界速度约为800m/min。

其刀具参数及切削条件如下表[D高速铣削中]。

图4是切削分力随进给量的变化曲线(仿真条件：切削速度v=1000m/min，切削深度

ap=0.2mm)。用硬质合金刀具高速加工45#调质钢时，各切削分力Fx、Fy、Fz都随着进给量的提高而增加，增加的趋势近似为线性。各切削分力曲线的增大速率，按由大到小的顺序排列，依次为Fy、Fz和Fx。当进给量加大一倍时，主切削力Fy增大约68％，Fz增大约42％，Fx增大仅为10％[D高速加工时]。

1.1.3切削深度对切削力的影响

仅当切深增加一倍时，Y向、XY平面切削力峰值、切向力峰值、最大切削功率减和主轴功率利用率都增加基本增加一倍，切削力和切深呈线形关系。各切削分力随着切削深度的加大而成正比增加。[高速铣削时切削力研究]

1.1.4切宽对切削力的影响

仅当切宽减小一半时，切削力、最大切削功率、主轴功率利用率没有减小一半，Y向、XY平面切削力峰值几乎没有变化，切向力峰值、最大切削功率和主轴功率利用率也减小很少，切削力和切宽不呈线性关系。[高速铣削时切削力研究]

由表2可知，尽管刀具的螺旋角不同，但是分析得到的各个方向的切削力和功率都基本一样，在利用本算法计算时，螺旋角对切削力基本没有影响，主要是排削能力使它们在实际加工时切削能力有显著的区别。

铣削变量对切削力的影响

切削速度在切削速度较低的情况下，切削力随转速的增加而升高，但达到某一临界速度值后，随着转速继续增大，切向切削分力反而下降，但最大切削功率和主轴功率利用率增大。不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。

进给量用硬质合金刀具高速加工45#调质钢时，各切削分力Fx、Fy、Fz都随着进给量的提高而增加，增加的趋势近似为线性。各切削分力曲线的增大速率，按由大到小的顺序排列，依次为Fy、Fz和Fx。

切削深度当切深增加一倍时，Y向、XY平面切削力峰值、切向力峰值、最大切削功率减和主轴功率利用率都增加基本增加一倍，切削力和切深呈线形关系。各切削分力随着切削深度的加大而成正比增加。

切削宽度切宽减小一半时，切削力、最大切削功率、主轴功率利用率没有减小一半，Y向、

XY平面切削力峰值几乎没有变化，切向力峰值、最大切削功率和主轴功率利用率也减小很少，切削力和切宽不呈线性关系。

刀具螺旋角螺旋角对切削力基本没有影响，主要是排削能力使它们在实际加工时切削能力有显著的区别。