切削力计算的经验公式资料
各种加工方法切削力计算
各种加工方法切削力计算切削力是在切削过程中，刀具对工件产生的力。
准确计算切削力是非常重要的，能够帮助我们选择合适的切削工艺和切削参数，以确保工件的切削质量和刀具的使用寿命。
在刀具加工过程中，常见的加工方法包括车削、铣削和钻削。
下面分别介绍这几种加工方法的切削力计算方法。
1.车削加工中的切削力计算车削过程中切削力的计算是根据切削力公式来进行的。
常见的切削力公式有以下几种：（1）柯氏切削力公式F=K×ae×fz其中，F为切削力，单位为N；ae为等效切削宽度，单位为mm；fz为进给量，单位为mm/转；K为比例系数，不同材料和刀具有不同的系数。
（2）安培切削力公式F=ae×kc×kc1其中，F为切削力，单位为N；ae为等效切削宽度，单位为mm；kc为切削力系数，不同材料根据实际情况选择；kc1为一修正系数，通常取值为12.铣削加工中的切削力计算铣削过程中切削力的计算相对复杂，需要考虑多个因素。
常见的切削力计算方法有以下几种：（1）柯氏切削力公式F=K×ae×ap其中，F为切削力，单位为N；ae为等效切削宽度，单位为mm；ap 为铣削深度，单位为mm；K为比例系数，不同材料和刀具有不同的系数。
（2）Johnson-Cook切削力公式F=A×(1+ln(sin(α))×(1-Tn))其中，F为切削力，单位为N；A为切削力系数，不同材料根据实际情况选择；α为铣削刀具入射角，单位为度；T为切削温度，单位为℃；n为切削力指数。
3.钻削加工中的切削力计算钻削过程中切削力的计算相对简单，常见的切削力计算方法有以下几种：（1）库珀切削力公式F=π×D×f×kc其中，F为切削力，单位为N；D为钻头直径，单位为mm；f为进给率，单位为mm/转；kc为切削力系数，不同材料根据实际情况选择。
（2）李氏切削力公式F=0.551×π×D×f×kc其中，F为切削力，单位为N；D为钻头直径，单位为mm；f为进给率，单位为mm/转；kc为切削力系数，不同材料根据实际情况选择。
切削参数相关计算公式
切削参数相关计算公式切削参数是用于描述切削过程的一些重要参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。
它们是制定切削工艺的基础，对于保证工件质量、提高切削效率和工具寿命等方面都具有重要影响。
以下是切削参数的一些常见计算公式：1.切削速度（Vc）：切削速度是切削工具在切削过程中与工件表面产生相对运动的速度。
它可以通过以下公式进行计算：Vc=π×d×n/1000其中，Vc为切削速度（m/min），d为工具直径（mm），n为转速（r/min）。
2.进给速度（f）：进给速度是切削工具在工件切削方向上的移动速度。
它可以通过以下公式进行计算：f = n × z × fz其中，f为进给速度（mm/min），n为转速（r/min），z为每齿进给（mm/齿），fz为每齿进给频率（齿/分钟）。
3. 切削深度（ap）：切削深度是指切削工具进入工件的深度，即切削刀具与工件接触的长度。
它可以通过以下公式进行计算：ap = f / fz其中，ap为切削深度（mm），f为进给速度（mm/min），fz为每齿进给频率（齿/分钟）。
4.特征角度（α）：特征角度是指切削刀具的切削角度。
对于不同形状的刀具，其特征角度的计算公式也不同。
5.切削力（Fc）：切削力是指在切削过程中作用于刀具上的力。
它可以通过以下公式进行计算：Fc = kc × Kc × ap × ae其中，Fc为切削力（N），kc为材料切削系数，Kc为刀具切削系数，ap为切削深度（mm），ae为刀具切削宽度（mm）。
切削参数的选择要根据具体的切削过程和材料来确定，可以根据工件的要求和切削工具的性能进行合理选择。
在实际应用中，切削参数的计算需要根据不同的切削条件和机床性能进行调整，并结合经验进行优化。
同时，切削过程中还需考虑刀具和工件的材料、硬度、切削液的使用等因素，以保证切削工艺的稳定性和切削效果的良好。
切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6) 式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x fc、 y fc、 n fc、 x fp、 y fp、 n fp、 x ff、 y ff、 n ff------ 指数，可查表 2-1。
K Fc、 K Fp、 K Ff---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h d -------- 切削厚度（ mm ）；b d -------- 切削宽度（ mm）。
已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数K fkc， K fpsf/(m m/r ) 0.10.150.20.250.30.350.40.450.5 0.6K fkc，K fps 1.181.111.061.0310.970.960.940.925 0.9切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切削加工常用计算公式
切削加工常用计算公式切削加工是指通过刀具与工件之间的相对运动，将工件上的材料去除，从而形成所需的形状和尺寸的加工方法。
为了保证加工质量和效率，计算公式在切削加工中起着重要的作用。
下面是一些常用的切削加工计算公式。
1.切削速度公式切削速度是指刀具在工件上运动的速度。
它通常由转速（n）和切削刃数（z）来计算，公式如下：切削速度（v）=π×刀具直径（D）×转速（n）/10002.进给速度公式进给速度是指刀具在单位时间内前进的距离。
通常由切削速度（v）和进给速率（f）计算，公式如下：进给速度（vf）=切削速度（v）×进给速率（f）3.主轴转速公式主轴转速是指刀具在主轴上旋转的速度。
它可以通过切削速度（v）和刀具周长（C）计算，公式如下：主轴转速（n）=切削速度（v）/π×刀具周长（C）4.切削力公式切削力是指刀具在切削过程中对工件的力。
它可以由切削力系数（Kc）和切削面积（Ae）计算，公式如下：切削力（Fc）=切削力系数（Kc）×切削面积（Ae）5.切削面积公式切削面积是指刀具与工件接触面积。
它通常由刀具进给量（f）和切削宽度（h）计算，公式如下：切削面积（Ae）=刀具进给量（f）×切削宽度（h）6.加工时间公式加工时间是指完成一个工件的所需时间。
它可以通过工件长度（L）和进给速度（vf）计算，公式如下：加工时间（T）= 工件长度（L）/ 进给速度（vf）7.表面粗糙度公式表面粗糙度是指工件表面的不平滑程度。
它可以由切削速度（v）和切削深度（a）计算，公式如下：表面粗糙度（Ra）=（v×a）/（n×f）8.切削时间公式切削时间是指切削工序所需的时间。
它可以通过切削时间系数（Tc）和加工长度（L）计算，公式如下：切削时间（Tc）=切削时间系数（Tc）×加工长度（L）这些公式在切削加工中起着重要的作用，可以帮助工程师和操作员计算和调整切削参数，以获得最佳的加工质量和效率。
切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x fc、 y fc、 n fc、 x fp、 y fp、 n fp、 x ff、 y ff、 n ff------ 指数，可查表 2-1。
K Fc、 K Fp、 K Ff---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h d -------- 切削厚度（ mm ）；b d -------- 切削宽度（ mm）。
已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数K fkc， K fpsf /(mm/r ) 0.10.150.20.250.30.350.40.450.5 0.6K fkc，K fps 1.181.111.061.0310.970.960.940.925 0.9切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
切屑力和功率计算
切屑力和功率计算切削力和功率计算是机械加工中的重要内容，它们对于加工过程的稳定性和效率具有重要影响。
本文将从理论和实际应用的角度，分别介绍切削力和功率的计算方法。
一、切削力的计算切削力是指在机械加工过程中切削刀具对工件所产生的力。
切削力的大小与切削刀具的材料、切削速度、进给量、切削深度等因素有关。
常用的切削力计算公式有几种，其中最常见的是切削力公式：F = kc * kc1 * kc2 * kc3 * kc4 * kc5 * kc6 * kc7 * kc8 * kc9 * kc10其中F为切削力，kc为切削力系数。
切削力系数是根据实际加工情况和经验总结得出的，不同的材料和切削条件下，切削力系数的取值也不同。
根据具体情况选择合适的切削力系数，可以得到较为准确的切削力值。
二、功率的计算功率是指在机械加工过程中单位时间内所做的工作量，是衡量加工过程中能量转化效率的重要指标。
功率的计算与切削力有密切关系，一般可以根据切削力和切削速度来计算。
功率的计算公式为：P = F * Vc其中P为功率，F为切削力，Vc为切削速度。
切削速度是指切削刀具上任意切削点的线速度，通常用米/分钟表示。
切削速度的大小与机床主轴转速和刀具直径有关。
根据实际加工情况，选择合适的切削速度和切削力，可以计算出所需的功率值。
三、切削力和功率计算的应用切削力和功率的计算在机械加工中具有重要的应用价值。
通过计算切削力和功率，可以评估加工过程的稳定性和效率，为合理选择切削条件和切削工具提供依据。
同时，在加工过程中，通过实时监测切削力和功率的变化，可以及时发现加工中的问题，保证加工质量和安全。
切削力和功率的计算方法在实际应用中有多种途径。
一方面，可以通过相关的机械加工手册和文献，查找切削力系数和切削力公式，根据实际情况进行计算。
另一方面，现代数控机床和加工中心通常配备有切削力和功率监测系统，可以实时测量和计算切削力和功率，提供实时的加工参数和反馈信息。
切削力的经验公式：
切削力的经验公式：主切削力Fz一般是a p、f、v、γ0、kγ、λs、材料硬度和强度等参数的函数。
即：Fz=f（a p、f、v、γ0、kγ、λs、材料硬度和强度）在上述各参数中，a p和f对Fz的影响最大。
因此，先考虑这两参数来建立经验公式：⑴变a p，求Fz与a p的关系：已知：f=0.3mm/r，v=100m/min，γ0=15°，kγ=75°，λs=0°。
通过切削力实验测得如下数据：根据实验数据作出Fz与a p的关系曲线，如图所示。
从图中可以看出，Fz与a p成线性关系。
所以，Fz可表示成：Fz=C a p×a p当a p=1时，C a p=Fz=64所以，Fz可近似写成：Fz=64 a p p⑵变f，求Fz与f的关系：已知：a p=3mm，其它同⑴相同。
通过切削力实验测得如下数据：根据实测得的数据作出Fz 与f 之间的关系曲线，如下图所示。
从图中可以看出，Fz 与f 之间是非线性关系，即：z F Y f z f C F ⨯=为找出两者的关系，将上式用对数坐标表示，即得一条直线方程为：f Y C F z F f z lg lg lg +=当f=1时，C f =Fz=490而： z F Y = tg θ=0.84 （从对数坐标图中量出θ角值，计算tg θ得出0.84）所以有：84.0490f F z =⑶ 求Fz 与a p 、f 两者的关系：从关系式Fz = C a p ×a p 中，当取不同的f 值时，可以发现Fz 和f 的关系直线的斜率发生变化，所以C a p 是f 的函数。
则有：C a p = f （f ）=Z F Y Cf所以：Fz = f （f ）a p = Z F Y Cf ×a p下面求C 值：当f = 0.3时，Fz= Z F Y Cf ×a p =64 a p所以：C 1= 640.30.84 =176当a p =3时，Fz = Z F Y Cf ×a p = 490Z F Y f所以：C 2= 4903 =163故：C=（C 1+ C 2）/2=（176+163）/2=169.5所以有：Fz=169.5 a p ×f 0.84 （kg ）除a p 和f 的变化对切削力有影响以外，其它参数的变化对切削力也有不同程度的影响，故必须加以考虑，即其它参数与实验条件不符时，采用修正系数KF z加以修正。
切削力的计算
切削力计算的经验公式通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。
在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。
fcK Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。
2 ．单位切削力单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h-------- 切削厚度（ mm ）；db-------- 切削宽度（ mm）。
d已知单位切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。
如图2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成：1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ;2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα。
切削力计算的经验公式
切削力计算的经验公式①背吃刀量和进给量的影响背吃刀量ap或进给量f加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同。
加大ap 时，切削厚度压缩比不变，切削力成正比例增大；加大f加大时，有所下降，故切削力不成正比例增大。
在车削力的经验公式中，加工各种材料的ap指数xFc≈1，而f的指数yFc=0.75～0.9，即当ap加大一倍时，Fc也增大一倍；而f加大一倍时，Fc只增大68%～86%。
因此，切削加工中，如从切削力和切削功率角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。
②切削速度的影响在图3-15的实验条件下加工塑性金属，切削速度vc＞27m/min 时，积屑瘤消失，切削力一般随切削速度的增大而减小。
这主要是因为随着vc的增大，切削温度升高，μ下降，从而使ξ减小。
在vc＜27m/min时，切削力是受积屑瘤影响而变化的。
约在vc=5m/min时已出现积屑瘤，随切削速度的提高，积屑瘤逐渐增大，刀具的实际前角加大，故切削力逐渐减小；约在vc=17m/min处，积屑瘤最大，切削力最小；当切削速度超过vc=17m/min，一直到vc=27m/min时，由于积屑瘤减小，使切削力逐步增大。
图3-15 切削速度对切削力的影响切削脆性金属(灰铸铁、铅黄铜等)时，因金属的塑性变形很小，切屑与前刀面的摩擦也很小，所以切削速度对切削力没有显著的影响。
⑶刀具几何参数的影响①前角的影响前角γo加大，被切削金属的变形减小，切削厚度压缩比值减小，刀具与切屑间的摩擦力和正应力也相应下降。
因此，切削力减小。
但前角增大对塑性大的材料(如铝合金、紫铜等)影响显著，即材料的塑性变形、加工硬化程度明显减小，切削力降低较多；而加工脆性材料(灰铸铁、脆铜等)，因切削时塑性变形很小，故前角变化对切削力影响不大。
②负倒棱的影响前刀面上的负倒棱(如图3-16a)，可以提高刃区的强度，图3-16 负倒棱对切削力的影响但此时被切金属的变形加大，使切削力有所增加。
负倒棱是通过它的宽度br1对进给量f的比值(br1/ f)来影响切削力的。
切削力计算
切削力计算的经验公式之迟辟智美创作通过试验的方法，测出各种影响因素变动时的切削力数据，加以处置获得的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式.在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单元切削力.1 ．指数公式主切削力(2-4)背向力(2-5)进给力(2-6)式中F c————主切削力（ N）；F p————背向力（ N）；F f————进给力（ N）；C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1；x fc、 y fc、 n fc、 x fp、 y fp、 n fp、 x ff、 y ff、 n ff ------ 指数，可查表 2-1.K Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6.2 ．单元切削力单元切削力是指单元切削面积上的主切削力，用 kc暗示，见表 2-2.kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)式中A D -------切削面积（ mm 2）；a p ------- 背吃刀量（ mm）；f - ------- 进给量（ mm/r）；h d -------- 切削厚度（ mm ）；b d -------- 切削宽度（ mm）.已知单元切削力 k c ,求主切削力 F cF c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 时的单元切削力，当实际进给量 f年夜于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数K fkc，见表 2-3.表 2-3 进给量?对单元切削力或单元切削功率的修正系数K fkc， K fps0.2 0.25 0.3 0.350.41 0.97 0.96 1.061.03切削力的来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工概况上发生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力.如图 2-15所示，作用在刀具上的力有两部份组成：1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ;2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα .这些力的合力 F称为切削合力，也称为总切削力.总切削力F可沿 x,y,z方向分解为三个互相垂直的分力 Fc、 Fp、 Ff，如图 2-16所示. 主切削力 Fc 总切削力 F在主运动方向上的分力；背向力 Fp 总切削力 F在垂直于假定工作平面方向上的分力；进给力 Ff 总切削力在进给运动方向上的分力.车削时各分力的实用意义如下：主切削力 F c 作用于主运动方向，是计算机床主运念头构强度与刀杆、刀片强度及设计机床夹具、选择切削用量等的主要依据，也是消耗功率最多的切削力.背向力 F p 纵车外圆时，背向力 F p不用耗功率，但它作用在工艺系统刚性最差的方向上，易使工件在水平面内变形，影响工件精度，并易引起振动. F p是校验机床刚度的需要依据.进给力 F f 作用在机床的进给机构上，是校验进给机构强度的主要依据.影响切削力的主要因素1. 工件资料的影响工件资料的物理机械性能、加工硬化能力、化学成份和热处置状态，都对切削力发生影响.由表 2-2可以看出，工件资料的硬度愈高，则切削力愈年夜.工件资料虽然硬度、强度较低，但塑性、韧性年夜，加工硬化能力年夜，其切削力仍很年夜.如 1Cr18Ni9Ti 等不锈钢.在普通钢中添加含硫或铅等金属元素的易切钢，其切削力比普通钢降低 20～ 30％.同一种资料热处置状态与金相组织分歧，切削力也有很年夜不同.切削脆性资料（如铸铁）时，塑性变形小，加工硬化小，切屑与前刀面接触少，摩擦小，因此切削力也较小.2 ．切削用量的影响如图 2-17所示，背吃刀量 a p和进给量 f是通过对切削面积和单元切削力的变动而影响切削力的.背吃刀量 a p增年夜，切削宽度 b d也增年夜，剪切面积 As和切屑与前刀面的接触面积按比例增年夜，第一变形区和第二变形区的变形与摩擦相应增年夜.当背费劲量增年夜一倍时，切削力也增年夜一倍.进给量 f增年夜，切削厚度 h d增年夜，而切削宽度 b d 不变，这时剪切面积虽按比例增年夜，第二变形区的变形未按比例增年夜.而进给量增年夜，平均变形变小，单元切削力降低，因此，进给量 f增年夜一倍，切削力约增加 70～ 80％.从上述分析可知， a p和 f对切削面积的影响相同，但对单元切削力的影响分歧. a p 增加时单元切削力不变， f增加时，单元切削力减小，当切削面积 A d相等时，为了减小切削力，可以选择年夜的进给量 f，小的背吃刀量 a p，即采纳窄而厚的切屑断面形状.图 2-18为车削 45钢时， a p与f对切削力影响的实验曲线.切削速度 v c对切削力的影响呈海浪形变动，如图 2-19所示.由切削变形一节所述可知，切削速度 v c小于 50m/min的范围内，随着速度的增加，积屑瘤由小变年夜又变小，切削力则随之由年夜变小又变年夜.速度 v c继续增高，切削温度上升，切削力又下降，但变动较小.如 v c从 50m /min增加至 500m /min时，切削力减少约 10％.生产中的高速切削技术就可减小切削力，提高切削效率.3. 刀具几何参数的影响(1) 前角的影响在刀具几何参数中前角对切削力的影响最年夜.如图 2-20所示.前角愈年夜，切屑易于畴前刀面流出，切削变形小，从而使切削力下降，但前角γ0对三个切削分力的影响是分歧的.同时，工件资料分歧，前角的影响也分歧，对塑性较年夜的资料，如紫铜、铝合金等，切削时塑性变形年夜，前角的影响较显著；而对脆性资料，如铸铁、脆黄铜等，前角的影响就较小.（ 2）主偏角的影响如图 2-21所示为主偏角κr对三个切削分力的影响.从图中看出主偏角对主切削力的影响不年夜，当 k r=600～ 750时，主切削力最小.但主偏角对 F p、 F f的影响较年夜.随着主偏角的增加，进给力 F f增加，而背向力 F p减小.当κr =900，理论上背向力 F p=0，实际上由于有刀尖圆弧半径 rε和副切削刃介入切削，即使κr =900， F p还是存在的.在车削刚性较差的细长轴时，应选用较年夜的主偏角，就是为了减小 F p的影响.表 2-4所示为 F p/F c、 F f/F c的比值.表 2-4 切削钢和铸铁时 F P/F C， F F／F C比值工件资料主偏角κr45 ° 75 °90 °钢F P／F C0.55~0.650.35~0.50.25~0.4F F／F C0.25~0.40.35~0.5 0.4~0.55铸铁F P／F C0.3~0.450.2~0.350.15~0.3F F／F C0.1~0.20.15~0.3 0.2~0.35（ 3 ）刃倾角的影响图 2 — 22 所示为刃倾角对三个切削分力的影响.从图可见，刃倾角λs 对主切削力 Fc 的影响很小，但对进给力 F f和背向力 Fp 的影响较年夜.当λs 从正值酿成负值， F p将增加， F f将减小.所以车削刚性较差的工件时，一般不取负的刃倾角.（ 4 ）刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径年夜小将影响切削刃上的圆弧部份长度和影响平均主偏角κrB .如图 2 — 23 所示.在切削深度 a p, 进给量 f 和主偏角κr一定的情况下，增年夜刀尖圆弧半径 rε，刀刃曲线部份长度增年夜，切削刃平均主偏角减小，使切屑断面形状中 b D增长， h D减小，成为薄而宽的切屑，从而使切削变形增加，所以切削力也增加，其中 Fp 明显增加， F f降低.因此在工艺系统刚性较差时，应选用较小的刀尖圆弧半径.4 ．其它影响因素刀具资料分歧时，切屑与刀具间的摩擦状态也分歧，从而影响切削力.如用 YT 硬质合金刀具切削钢料比用高速钢刀具切削， F c 约降低 5 ～ 10% .使用适宜的切削液可降低切削力.刀具后刀面磨损年夜 , 切削力也增加.刀具具有负倒棱时 , 切削变形增年夜，切削力也增年夜.（阅读次数：）车刀切削力计算举例例用 YT15 硬质合金车刀纵车σ b =0.588GP a 的热轧钢外圆 , 切削速度 vc=100m/min, 背吃刀量 a p= 4mm, 进给量 f = 0.3mm/r .车刀几何参数γ 0 =10 ° 、κ r =75 ° 、λ s = -10 °、r ε = 0.5mm, 求切削分力 F c、 F P、 F f .解：根据式（ 2-4）、式（ 2-5）、式（ 2-6）及表 2-1得切削力公式：F c=9.81×270×4×0.3 0.75×100 -0.15K fcF p=9.81×199×4 0.9× 0.3 0.6×100 -0.3K fpF f=9.81×294×4× 0.3 0.5×10 -0.4K ff切削力修正系数 K fc 、 K fp 、 K ff是各种因素对切削力的修正系数的乘积.如由表,由表 2-5、表 2-6查得：(查高速钢代入 ) 于是得：K Fc = 0.7537；K Fp = 0.5509 ；K Ff = 0.7822代入上式切削力计算公式得F c = 1620(N) F P = 456.7(N) F f = 783.32(N)（阅读次数：）切削温度及其主要影响因素切削温度是切削过程中的又一基本物理现象.切削温度的变动，能改变工件资料的性能，影响积屑瘤的发生和消失，以及影响已加工概况质量.因此认识它的变动规律，具有重要的实用意义.（一）切削热的发生与传出如图 2 — 24 所示，在三个变形区中，因变形和磨擦所作的功绝年夜部份都转化成热能.切削区域发生的热能通过切屑、工件、刀具和周围介质传出.切削热传出时由于切削方式的分歧，工件和刀具热传导系数的分歧等，各传导媒体传出的比例也分歧.表 2 —7 为切削热在车削和钻削时各传热媒体切削热传出的比例.（二）切削温度的分布切削温度一般指切削区域的平均温度.切削温度的分布指切削区域各点温度的分布（即温度场）.图 2 -25a 为切削钢时所测得的正交平面内的温度分布； b 是车削分歧资料时，前、后刀面上温度分布情况.从图中可以看出：（ 1 ）前刀面上的最高温度不在切削刃上，而距离切削刃有一段距离；（ 2 ）温度分布不均匀，温度梯度年夜.工件资料塑性年夜，分布较均匀，反之，工件资料脆性年夜，分布不均匀.（三）切削温度的主要影响因素1. 工件资料的影响工件资料的强度、硬度高，导热率低，高温下的强度、硬度高，城市使变形功增加，使切削温度升高.切削脆性资料，因变形小，摩擦小，故其切削温度较低.如图 2-26 所示.2. 切削用量的影响（ 1 ）背吃刀量 a p a p 对切削温度的影响很小.背吃刀量 a p 增加，发生的热量按比例增加. a p 增年夜一倍，切削宽度 b D 也增加一倍，刀具的传热面积也增年夜一倍，改善了刀头的散热条件，切削温度只是略有提高.（ 2 ）进给量 f f 对切削温度的影响比 a p 年夜.进给量 f 增加，发生的热量增加.虽然 f 增加使切削厚度 h D 增加，切屑的热容量增年夜，切屑能带走较多的热量，但由于切削宽度 b D 不变，刀具散热面积未按比例增加，刀具的散热条件未获得改善，所以切削温度会升高.由以上分析可知，为控制切削温度，应采纳宽而薄的切削层剖面形状有利.（ 3 ）切削速度 v c v c 对切削温度的影响最年夜.切削速度增加，变形功与摩擦转变的热量急剧增多，虽然切屑带走的热量也相应增多，然而刀具传热的能力无什么变动，切削温度显著提高.因此切削用量三要素中，控制切削速度 v c 是控制切削温度最有效的办法.图 2-27 所示是 v c 、 f 、 a p 对切削温度的影响.3. 刀具几何参数的影响（ 1 ）前角γ 0 γ 0 增年夜，切削刃锋利，切屑变形小，前刀面摩擦减小，发生的热量减小，所以切削温度随γ 0 增年夜而降低.但前角过年夜时，由于刀具楔角变小，刀具散热体积减少，切削温度反而会提高.图 2-28 所示为前角与切削温度的关系.（ 2 ）主偏角κ r κ r 减小，在 a p 不变的条件下主切削刃工作长度增加，散热面积增加，因此切削温度下降.图 2-29 所示为主偏角与切削温度的关系.（ 3 ）刀尖圆弧半径r ε r ε 增年夜，平均主偏角减小，切削宽度 b d增加，散热面积增加，切削温度降低.4. 其它影响因素选择合适的冷却液能带走年夜量的切削热，从而降低切削温度.从导热性能看水溶液的冷却性能最好，切削油最差.切削液自己温度愈低，降低切削温度的效果愈明显. （阅读次数：）。
切削参数和计算公式
切削参数和计算公式1.切削参数的定义：切削参数是指在切削过程中，用于描述切削力、切削速度、进给量等物理量的参数。
它们是切削过程中的基本参数，对于切削加工的效率、质量和切削工具的寿命等有着重要的影响。
2.切削力的计算公式：切削力是指在切削过程中刀具对工件的力，它是表征切削负荷大小的重要指标。
常见的切削力计算公式有：2.1无刃深切削力计算公式：Fc = k*Ap*fn其中，Fc为切削力；k为切削力系数，与材料性质以及加工方式有关；Ap为切削刀具的切削前切削面积；fn为切削力展开系数，与刀具形状有关。
2.2小尺寸切削力计算公式：Fc = Kc*Ap*Dpn其中，Fc为切削力；Kc为切削力系数，与材料性质以及加工方式有关；Ap为切削刀具的切削前切削面积；Dpn为主切削刃数。
2.3端面切削力计算公式：Fc=Kc*Ap其中，Fc为切削力；Kc为切削力系数，与材料性质以及加工方式有关；Ap为切削刀具的切削前切削面积。
3.切削速度的计算公式：切削速度是指刀具与工件相对运动的速度，它是切削过程中非常重要的参数，对于切削效果和工件表面质量有显著影响。
通常使用单位时间内刀具工作长度与刀具进给速率之比来表示切削速度。
常见的切削速度计算公式有：3.1转速计算公式：n=1000*v/(π*d)其中，n为转速；v为切削速度；d为刀具直径。
3.2切削速度计算公式：v=n*(π*d)/1000其中，v为切削速度；n为转速；d为刀具直径。
4.进给量的计算公式：进给量是指切削刀具每转一周与工件的相对位移距离，它是切削过程中控制材料去除率和工件表面质量的关键参数。
4.1转速计算公式：S=n*f其中，S为进给量；n为转速；f为进给速率。
4.2进给速率计算公式：f=S/n其中，f为进给速率；S为进给量；n为转速。
总结：切削参数是切削过程中描述切削力、切削速度、进给量等物理量的参数，对切削加工的效率、质量和切削工具的寿命有重要影响。
常见的切削参数计算公式包括切削力公式、切削速度公式和进给量公式等。
切削力的经验公式
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。
切削力计算
切削力计算得经验公式通过试验得方法,测出各种影响因素变化时得切削力数据，加以处理得到得反映各因素与切削力关系得表达式,称为切削力计算得经验公式.在实际中使用切削力得经验公式有两种:一就是指数公式,二就是单位切削力。
1 。
指数公式主切削力（２－４）背向力 (2-5)进给力(2—６)式中F c————主切削力( N);F p-—-- 背向力( N)；F f——-－进给力（Ｎ）；C fc、 C fｐ、 Cｆｆ—-——系数，可查表 2-1;x、yｆc、nｆｃ、x fp、yｆp、n fp、ｘfｆ、y fｆ、nｆf-——-－—指数，可fc查表２—1。
K Fc、ＫFp、 K Ff－—-—修正系数,可查表2－5,表 2－6。
2 。
单位切削力单位切削力就是指单位切削面积上得主切削力,用 kc表示,见表２－２.kｃ=Fc／A ｄ=Ｆc／（a ｐ·f)=F c/(b d·h d)（2-7）式中A D—————-—切削面积( mm 2);a p—-—－--- 背吃刀量（ mｍ）；f -———--—- 进给量( ｍｍ/r);h———-－-——切削厚度（ mm );db-------—切削宽度( ｍm).d已知单位切削力 k c ,求主切削力ＦｃF c＝ｋc·a p·ｆ=k c·ｈd·ｂd (２-８)式 2—8中得 k c就是指 f＝ 0、3mｍ/ｒ时得单位切削力,当实际进给量 f大于或小于 0、3mm /r时,需乘以修正系数K fkｃ，见表２-３。
表２—3 进给量?对单位切削力或单位切削功率得修正系数 K fkｃ, Kｆpsf /（mm/r)0、1 0、1５0、２０、２5０、3 0、350、40、45 ０、5 0、6Ｋｆｋｃ , Kｆｐｓ1、18 1、１1１、0６1、0３1 0、97 0、96 0、940、9２５0、9切削力得来源、切削分力金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性与塑性变形;同时工件与刀具之间得相对运动存在着摩擦力。
切削力计算的经验公式
切削力计算得经验公式通过试验得方法,测出各种影响因素变化时得切削力数据,加以处理得到得反映各因素与切削力关系得表达式,称为切削力计算得经验公式。
在实际中使用切削力得经验公式有两种:一就是指数公式,二就是单位切削力。
１。
指数公式主切削力 (2—4)背向力 (2—５)进给力 (2-６)式中Ｆc————主切削力( N);Ｆｐ————背向力( N);F f————进给力( N);C fc、 C fp、 Cｆｆ————系数,可查表 2—1;x fc、ｙfc、ｎfc、ｘfｐ、 y fp、ｎｆp、 xｆｆ、 y fｆ、n ｆf -——－－—指数,可查表２-1。
ＫＦc、ＫFｐ、 K Fｆ --——修正系数,可查表２-5,表 2—6。
2 。
单位切削力单位切削力就是指单位切削面积上得主切削力,用ｋc表示,见表2-2。
kc=Fc/A d＝Fc/(ａp·ｆ)=Ｆｃ/(b d·ｈd) (2-7) 式中A D——－-－—-切削面积( ｍm 2);a p -－-—-—－背吃刀量( mm);f —————--－进给量( mm/r);h d—-—--－-—切削厚度( mm );b d-—--—－-—切削宽度( mm)。
已知单位切削力 k c,求主切削力 F cＦc=k c·a p·ｆ＝ｋｃ·ｈd·b d (2－8)式 2—8中得 k c就是指f = ０.3mm/r 时得单位切削力,当实际进给量ｆ大于或小于 0。
3mm /r时,需乘以修正系数 K fkc,见表 2—３、表２-3 进给量？对单位切削力或单位切削功率得修正系数 K fkｃ, Ｋfｐs切削力得来源、切削分力金属切削时,切削层及其加工表面上产生弹性与塑性变形;同时工件与刀具之间得相对运动存在着摩擦力。
如图２—15所示,作用在刀具上得力有两部分组成:1、作用在前、后刀面上得变形抗力 F nγ与Ｆnα;2. 作用在前、后刀面上得摩擦力F fγ与 F fα。
切削力计算的经验公式
表 ２－3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 Ｋfkc， Kｆps
f/（mm/ｒ)
0．1
０．1５
0.2
0.2５
0.3
0.３５
0.4
0.45
０．5
0．6
Kfkc, Kfps
1．18
1.11
１.06
1.0３
1
0．97
0.９６
0.９４
0.925
０.9
切削力的来源、切削分力
金属切削时,切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形示，作用在刀具上的力有两部分组成：
切削力计算的经验公式
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ﻩ切削力计算的经验公式
通过试验的方法,测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式,称为切削力计算的经验公式。在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。
3. 刀具几何参数的影响
（1）前角的影响
在刀具几何参数中前角对切削力的影响最大。如图 2-20所示。前角愈大，
切屑易于从前刀面流出,切削变形小,从而使切削力下降,但前角γ0对三个切削分力的影响是不同的。同时,工件材料不同,前角的影响也不同，对塑性较大的材料，如紫铜、铝合金等,切削时塑性变形大,前角的影响较显著；而对脆性材料,如铸铁、脆黄铜等，前角的影响就较小。
切削力计算的经验公式
您要打印的文件是：切削力计算的经验公式打印本文切削力计算的经验公式作者：佚名转贴自：本站原创1．计算切削力的指数公式常用的指数公式如下：式中Fc、Fp、Ff ─分别为主切削力、背向力、进给力；CFc、CFp、C Ff ─决定于被加工材料和切削条件的系数；xFc、yFc、nFc、xFp、yFp、nFp、xFf、yFf、nFf ─公式中切削用量的指数；KFc、KFp、KFf ─三个分力计算中，当实际加工条件与求得经验公式的条件不同时，各种因素对切削力影响的修正系数之积。
各系数、指数及修正系数之值可查阅《金属切削手册》。
2．用单位切削力算主切削力已取得了不同刀具、工件材料及不同加工条件下的单位切削力和单位切削功率的实验统计数据。
从手册中可查到这些数据。
表3-2几种常用材料的单位切削力、单位切削功率，由式(3-13)计算出Fc。
表3—2 硬质合金外圆车刀切削常用金属材料的单位切削力、单位切削功率工件材料单位切削功率/[KW/(mm3/s)]单位切削力/(N/mm2)实验条件名称牌号制造热处理状态硬度/HBS刀具几何参数切削用量范围钢45热轧或正火187196210-61962=15°=75°=0°前刀面带卷屑槽br1=0Vc=1.5~1.75m/sap=1~5mmf=0.1~0.5mm/r 调质(淬火高温回火)229230510-62305br1=0.1~0.15mm淬硬(淬火低温回火)44(HRC)264910-62649r01=-20°40Cr热轧或正火212196210-61962br1=0调质(淬火高温回火)285230510-62305r01=-20°br1=0.1~0.15mm灰铸铁HT200退火170111810-61118br1=0平前刀面,无卷屑槽Vc=1.17~1.42m/sap=2~10mmf=0.1~0.5mm/r 3．影响切削力的因素⑴工件材料的影响工件材料的强度、硬度越高，剪切强度τs越大，虽然切削厚度压缩比有所下降，但切削力总趋势还是增大的。
加工中心切削参数计算公式
加工中心切削参数计算公式一、切削速度（Vc）1. 计算公式。
- Vc=π dn/1000- 其中：- Vc：切削速度（m/min）- d：刀具直径（mm）- n：主轴转速（r/min）2. 示例。
- 已知刀具直径d = 10mm，主轴转速n = 1000r/min，求切削速度Vc。
- 解：根据公式Vc=π dn/1000，将d = 10mm，n = 1000r/min代入公式。
- Vc=π×10×1000/1000 = 10π≈31.4m/min二、主轴转速（n）1. 计算公式。
- n = 1000Vc/π d- 其中各参数意义同上。
2. 示例。
- 已知切削速度Vc = 50m/min，刀具直径d = 8mm，求主轴转速n。
- 解：将Vc = 50m/min，d = 8mm代入公式n = 1000Vc/π d。
- n=(1000×50)/(π×8)≈1990r/min三、进给量（f）与进给速度（Vf）1. 进给量（f）- 进给量是指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，单位为mm/r（每转进给量）或者mm/min（每分钟进给量）。
- 对于不同的加工工艺（如粗加工、精加工），进给量的取值范围不同。
例如，在粗加工时，为了提高加工效率，可以选择较大的进给量；在精加工时，为了保证加工精度和表面质量，进给量要较小。
2. 进给速度（Vf）- 计算公式：Vf = fn- 其中：- Vf：进给速度（mm/min）- f：进给量（mm/r）- n：主轴转速（r/min）3. 示例。
- 已知主轴转速n = 2000r/min，进给量f = 0.2mm/r，求进给速度Vf。
- 解：根据公式Vf = fn，将n = 2000r/min，f = 0.2mm/r代入公式。
- Vf=0.2×2000 = 400mm/min四、切削深度（ap）1. 定义与取值原则。
- 切削深度是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，单位为mm。
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您要打印的文件是：切削力计算的经验公式打印本文切削力计算的经验公式作者：佚名转贴自：本站原创度压缩比有所下降，但切削力总趋势还是增大的。
强度、硬度相近的材料，塑性大，则与刀面的摩擦系数μ也较大，故切削力增大。
灰铸铁及其它脆性材料，切削时一般形成崩碎切屑，切屑与前刀面的接触长度短，摩擦小，故切削力较小。
材料的高温强度高，切削力增大。
⑵切削用量的影响①背吃刀量和进给量的影响背吃刀量ap或进给量f加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同。
加大ap 时，切削厚度压缩比不变，切削力成正比例增大；加大f加大时，有所下降，故切削力不成正比例增大。
在车削力的经验公式中，加工各种材料的ap指数xFc≈1，而f的指数yFc=0.75～0.9，即当ap加大一倍时，Fc也增大一倍；而f加大一倍时，Fc只增大68%～86%。
因此，切削加工中，如从切削力和切削功率角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。
②切削速度的影响在图3-15的实验条件下加工塑性金属，切削速度vc＞27m/min 时，积屑瘤消失，切削力一般随切削速度的增大而减小。
这主要是因为随着vc的增大，切削温度升高，μ下降，从而使ξ减小。
在vc＜27m/min时，切削力是受积屑瘤影响而变化的。
约在vc=5m/min时已出现积屑瘤，随切削速度的提高，积屑瘤逐渐增大，刀具的实际前角加大，故切削力逐渐减小；约在vc=17m/min处，积屑瘤最大，切削力最小；当切削速度超过vc=17m/min，一直到vc=27m/min时，由于积屑瘤减小，使切削力逐步增大。
图3-15 切削速度对切削力的影响切削脆性金属(灰铸铁、铅黄铜等)时，因金属的塑性变形很小，切屑与前刀面的摩擦也很小，所以切削速度对切削力没有显著的影响。
⑶刀具几何参数的影响①前角的影响前角γo加大，被切削金属的变形减小，切削厚度压缩比值减小，刀具与切屑间的摩擦力和正应力也相应下降。
因此，切削力减小。
但前角增大对塑性大的材料(如铝合金、紫铜等)影响显著，即材料的塑性变形、加工硬化程度明显减小，切削力降低较多；而加工脆性材料(灰铸铁、脆铜等)，因切削时塑性变形很小，故前角变化对切削力影响不大。
②负倒棱的影响前刀面上的负倒棱(如图3-16a)，可以提高刃区的强度，图3-16 负倒棱对切削力的影响但此时被切金属的变形加大，使切削力有所增加。
负倒棱是通过它的宽度br1对进给量f的比值(br1/ f)来影响切削力的。
br1/ f增大，切削力增大。
当br1小于lf(lf为切屑与刀具前刀面的接触长度)时(如图3-16b)，切屑除与倒棱接触外，还与前刀面接触，前刀面仍起作用。
而当切钢br1/ f≥5或切灰铸铁br1/ f≥3，即br1大于l f时(如图3-16c),切屑只与倒棱接触，不与前刀面接触，切削力趋于稳定，且相当于用负前角为γo1刀加工时的切削力。
③主偏角的影响由(图3-14b) 可知，Fp=Ffocosκr ；Ff=Ffpsinκr。
偏角加大时，只改变Fp和Ff的比例。
④刃倾角的影响刃倾角对切削力的影响见(图3-17)。
刃倾角λs减小时，Fy 增大，Fx减小。
刃倾角在10o～-45o的范围内变化时，Fz基本不变。
图3-17刃倾角对切削力的影响图3-18 车刀后刀面磨损量对切削力的影响⑷刀具磨损的影响图3-18表示车削45钢时，后刀面磨损量对切削力的影响。
后刀面磨损增大，使主后刀面与加工表面的接触面积增大，后刀面上的法向力和摩擦力都将增大，故切削力加大。
⑸切削液的影响以冷却作用为主的水溶液对切削力影响很小；而润滑作用强的切削油，由于其有效地减少了刀具前刀面与切屑、后刀面与工件表面之间的摩擦，甚至还能减少被加工金属的塑性变形，从而能显著地降低切削力。
⑹刀具材料的影响刀具材料与被加工材料间的摩擦系数，影响到摩擦力的变化，直接影响切削力的变化。
如在同样的切削条件下，陶瓷刀具切削力最小，硬质合金刀具次之，高速钢刀具的切削力最大。
.2 切削力及其影响因素学习目标：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。
学习本节主要掌握切削力概念、计算及其影响因素，。
3.2.1 切削力的产生和分解（1）切削力的产生来源1）切屑形成过程中弹性变形及塑性变形产生的抗力，2）是刀具与切屑及工件表面之间的摩擦阻力，（2）切削力的分解F c——切削力（主切削力或切向分力，以前用F z表示）。
它切于加工表面，并与基面垂直。
F c用于计算刀具强度，设计机床零件，确定机床功率等。
F p——背向力（切深分力或径向分力，以前用F y表示）。
它处于基面内并垂直于进给方向。
F p用于计算与加工精度有关的工件挠度和刀具、机床零件的强度等。
它也是使工件在切削过程中产生振动的主要作用力。
F f——进给力（轴向分力或走刀分力，以前用F x表示）。
它处于基面内与进给方向相同。
F f用于计算进给功率和设计机床进给机构等。
切削合力与分力的关系如下列公式所示：(3-8)式中F D——作用于基面P r内的合力。
.2.2 切削力与切削功率的计算目前生产实际中采用的计算公式都是通过大量的试验和数据处理而得到的经验公式。
这些经验公式主要有两种形式：指数切削力形式和切削层单位面积切削力形式。
指数形式的切削力经验公式指数形式的切削力经验公式应用比较广泛，其形式如下：（3-9）（3-10）（3-11）式中：Fc 、Ff、Fp——切削力、进给力和背向力；、、——取决于工件材料和切削条件的系数；、、;、、;、、——三个分力公式中背吃刀量ap 、进给量f和切削速度vc的指数；、、——当实际加工条件与求得经验公式的试验条件不符时，各种因素对各切削分力的修正系数。
式中各种系数和指数都可以在切削用量手册中查到。
用切削层单位面积切削力计算切削力切削层单位面积切削力kc（N/mm2）可按下式计算：(3-12)各种工件材料的切削层单位面积切削力kc可在有关手册中查到。
根据式（3-12）可得到切削力Fc的计算公式：(3-13)式中：——切削条件修正系数。
用切削层单位面积切削力计算切削力工作功率工作功率P e可分为两部分：1）主运动消耗的功率P c(w)（切削功率）2）进给运动消耗的功率P f(w)（进给功率）所以，工作功率可以按下式计算：(3-14)式中：F c、F f --切削力和进给力（N）；v c--切削速度（m/s）；n w--工件转速（r/s）；f --进给量（mm/r）。
由于进给功率P f相对于P c一般都很小（<1%～2%），可以忽略不计。
所以，P e可以用P c近似代替。
在计算机床电动机功率P m时，还应考虑机床的传动效率 m，按下式计算：(3-15) 3.2.3 影响切削力的因素工件材料的影响刀具几何参数的影响（1）前角对切削力的影响1）加工塑性材料时，前角γ0增大，变形系数Λh减小，因此切削力降低；2）加工脆性材料（加铸铁、青铜）时，由于切屑变形很小，所以前角对切削力的影响不显著。
（2）主偏角对切削力的影响1）主偏角k r对切削力F c的影响较小，影响程度不超过10%。
主偏角k r在60°～75°之间时，切削力F c最小。
2）主偏角k r对背向力F p和进给力F f的影响较大。
由图3-21b可知；(3-16)式中：F D--切削合力F在基面内的分力。
可见F p随k r的增大而减小，F f则随k r的增大而增大。
（3）刀尖圆弧半径对切削力的影响刀尖圆弧半径r e增大，使切削刃曲线部分的长度和切削宽度增大，但切削厚度减薄，各点的k r减小。
所以r e增大相当于k r减小时对切削力的影响。
（4）刃倾角对切削力影响1）刃倾角λs在很大范围（-40°～+40°）内变化时对切削力F c没有什么影响。
2）刃倾角λs对F p和F f影响较大，随着λs的增大，F p减小，而F f增大。
（5）负倒棱对切削力的影响在前刀面上磨出的负倒棱b r的宽度与进给量f之比增大，切削力随之增大。
但当切削钢，或切削灰铸铁时，切削力趋于稳定，接近于负前角刀具的切削状态。
切削用量的影响（1）背吃刀量对切削力的影响背吃刀量a p增大，切削力成正比增加，背向力和进给力近似成正比增加。
（2）进给量对切削力的影响进给量f增大，切削力也增大，但切削力的增大与f不成正比。
（3）切削速度对切削力的影响切削速度v c对切削力的影响分为有积屑瘤阶段和无积屑瘤阶段两种：1）在积屑瘤增长阶段，随着v c增大，积屑瘤高度增加，切屑变形程度减小，切削层单位面积切削力减小，切削力减小。
反之，在积屑瘤减小阶段，切削力则逐渐增大。
2）在无积屑瘤阶段，随着切削速度v c的提高，切削温度增高，前刀面摩擦系数减小，变形程度减小，使切削力减小，如图3-22所示。
刀具材料的影响因为刀具材料与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦，所以直接影响到切削力的大小。
一般按立方碳化硼（CBN）刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、硬质合金刀具、高速钢刀具的顺序，切削力依次增大。
切削液的影响切削液具有润滑作用，使切削力降低。
切削液的润滑作用愈好，切削力的降低愈显著。
在较低的切削速度下，切削液的润滑作用更为突出。
彩图3-3显示切削液具有的润滑作用。
刀具后刀面磨损的影响刀具后刀面磨损带中间部分的平均宽度以VB表示。
磨损面上后角为0°。
VB 愈大，磨擦愈强烈，因此切削力也愈大。
VB对背向力Fp的影响最为显著。
刀具强度的有限元数值模拟分析发表时间：2005-8-14 来源：中国金属加工网应用大型有限元数值分析软件ANSYS对刀具强度进行数值模拟分析，可较精确地掌握刀具上各点的受力情况，了解刀具内部应力应变的分布规律，获得应力应变分布图并方便地找出危险点。
该方法可为改进刀具受力情况、合理设计刀具结构以及对刀具进行失效分析提供理论依据，为刀具强度和寿命的分析计算提供了一种新方法。
1、引言金属切削过程是刀具与工件相互作用的过程。
在机床—夹具—刀具—工件构成的加工系统中，合理选用刀具十分重要。
刀具的整体结构、切削刃材料与几何形状都会直接影响刀具使用寿命、工件加工质量和切削生产效率。
因此，在切削过程中，刀具应具有较高的强度、良好的韧性、较长的寿命以及良好的工艺性。
对刀具强度进行理论分析，了解刀具内部的应力应变状态，不仅有利于在加工过程中合理选择刀具，而且可为进一步改善刀具内部受力状态、提高刀具使用寿命提供理论依据。
2、有限元数值分析软件ANSYS简介有限元数值分析软件(ANSYS)将现代数学、力学的基础理论与有限元分析技术、计算机图形学和优化技术相结合，具有丰富、完善的单元库、材料模型库和求解器，可利用数值模拟技术高效求解各类结构动力、静力和线性、非线性问题。