金属切削过程之切削力

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对加工的影响
使工件在水平面弯曲,影响工件的形状精 度,还是产生振动的主要原因, 是影响工件加工质量的主要分力
3、进给抗力Fx(Ff)
在基面内并与进给方向相反的分力叫进给 抗力,是总切削力在进给运动方向上的分 力, 又叫进给力,轴向力
对加工的影响
它对进给系统零部件的受力大小有直接的 影响,是设计和校验进给机构所必需的数 据。
切削力
重庆松溉职校 李正波
学习目标:
金属切削时,刀具切入工件,使被加工 材料发生变形成为切屑所需要的力称为切 削力。研究切削力对刀具、机床、夹具的 设计和使用都具有很重要的意义。学习本 节主要掌握: 1、切削分力及其对加工的影响; 2、影响切削力的因素; 3、切削力的计算。
一、切削力的产生来源
1、切屑形成过程 中工件的弹性变形及 塑性变形产生的抗力, 2、切屑对前刀面 及工件对后刀面的磨 擦力
应用: 在生产实践中,如果刀具材料 和机床性能允许,采用高速切 削技术,既能提高生产效率, 又使切削力减小。
3、车刀几何角度 对切削力影响最大的是γo 、kr、λs。 削力也小
γo增大
Hale Waihona Puke Baidu
车刀锋利,切屑变形小,切
Kr主要改变轴向分力与径向分力之比,
kr 增大 径向分力(Fy/Fp)减小,轴向 分力(Fx/Ff)增大。车削细长轴时一定要选 大的kr 。
λs 对Fz影响很小,对Fx和Fy影响比较显著,
其原因是当λs变化时,改变了Fz的方向。当λs 由正值向负值变化时,Fy增大而Fx 减小
4、刀尖圆弧半径
刀尖圆弧半径增大时,使圆弧刃参加切削的长度 增加,当工件的刚性不足时就会引起振动。
5、刀具材料
与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦,而影 响切削力。 立方碳化硼、陶瓷、涂层、硬质合金、高速钢
占Fr的80-90%,消耗机床总功率90%以上。
Fz是设计机床动力、主传动系统零件强度和刚度 的主要依据。
对加工的影响:
能使刀杆弯曲,因此在装夹车刀时刀杆应尽量伸 出得短一些 并且可能导致电机负载过重而“闷车”
2、切深抗力Fy(Fp)
在基面内与进给方向垂直的分力叫切深抗 力,它是总切削力在垂直于工作平面方向 上的分力。 又称径向力、背向力、吃刀力 它一般不消耗机床功率,
2、切削用量: 切削三要素中对切削力影响最大的是ap ,其 次是f,影响最小的是vc ◆切削深度与切削力近似成正比; 原因:ap增加一倍,切削宽度和切层厚度横截 面积增大一倍,使切削变形和摩擦成倍增加, 故Fc也增加一倍 ◆进给量增加,切削力增加,但不成正比; f增加一倍,Fc只增大70%~80% ◆低速切削塑性材料时,切削力随vc 的提高 而减小;切削脆性材料时, vc的变化对切削 力的影响不明显
6、切削液
有润滑作用,使切削力降低
7、后刀面磨损
使切削力增大,对切深抗力Fy的影响最为显著
切削力的计算
车削铸铁时 Fz≈1000 ap f 车削钢件时 Fz ≈2000 ap f 其中, Fz----主切削力,N ap----背吃刀量,mm f-----进给量,mm/r
切削合力与分力的关系
Fr=
Fz FN
2
2
=
Fz Fx Fy
2 2
2
影响切削力的因素
1、工件材料 工件硬度、强度越高,切削力就越大 例如:不锈钢1Cr18Ni9Ti的硬度接近45钢, 但延伸率是45钢的4倍,所以切削变形大, 切屑不易折断,加工时产生的切削力较45钢 增大25% 切削脆性材料比切削塑性材料的切削力要小 一些 例如HT200与45钢的硬度较接近,但切削力 要比后者小40%左右。
切削力的来源.swf
二、切削力的分解
切削力一般指工件、切屑对车刀 多个力的合力,为计算与测量方 便,通常将Fr(F)分解成主运动 方向、进给运动方向和切深方向 三个互相垂直的分力
切削力的分解.swf
1、主切削力Fz(Fc)
垂直于基面的分力叫主切削力,它是总切削力在主 运动方向上的分力。
它与切削速度方向平行,所以又称切向力
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