金属切削原理第四章切削力.ppt

测定机床功率及计算切削力 Pm=PEηm 用测力仪（机械、液压和电气测力仪）测量切削力 多采用电阻应变片式测力仪，压电式测力仪 采用单片机微机进行切削力数据采集和处理 负倒棱为沿主切削刃磨出负前角和宽度为br1 的窄棱面，即第一前面。 前刀面上的负倒棱 (如图所示)有利于增强刀刃强度，但也增加了切屑变形程度，所以使切削力增大。 * 第四章 切削力 第一节 切削力的来源、切削合力及其分解、切削功率 第二节 切削力的测量及切削力的计算 第四节 影响切削力的因素 第三节 切削力的指数公式和切削力的预报及估算 第五节 切削力的理论研究 切削时作用在刀具上的力，由下列两个方面组成： ① 变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形抗力 ② 切屑、工件与刀具间的摩擦力。 直角自由切削切削力的合力及其分力 作用在前刀面的弹、塑性变形抗力Fny 作用在前刀面的摩擦力Ffy 合力Fr 作用在后刀面的弹、塑性变形抗力Fna 作用在后刀面的摩擦力Ffa 第一节 切削力的来源、切削合力及其分解、切削功率 一、切削力的来源 非自由切削合力及其分力 在铣削平面时，上述分力亦称为：Fz－切向力、Fy－径向力、Fx－轴向力。 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、进给方向作的空间直角坐标轴z、y、x上分解成三个分力，它们是： 主切削力Fz ——切向力 主运动切削速度方向的分力 切深抗力Fy ——径向力 切深方向的分力 进给抗力Fx ——轴向力 进给方向的分力 二、切削合力及其分解 κr Fc F Fp Ff ·p Ff Ff ·p Ff ·p f v 切削力的分解 F 切削合力 Fc 主切削力 Fp 吃刀抗力 Ff 进给抗力 切削力的分解 （c）非自由切削 由图可知，合力与各分力间关系为： 其中，Fy＝Fx.ycoskr； Fx=Fx.ysinkr 式中 Fxy－合力在Fr基面上的分力。 切削力的分解 (1)单位切削力 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： 表明，单位切削力p与进给量f有关，它随着进给量f增加而减小。单位切削力p不受背吃刀量asp的影响，这是因为背吃刀量改变后，切削力Fz与切削层面积AD以相同的比例随着变化。而进给量f增大，切削层面积AD随之增大，而切削力Fz增大不多。 利用单位切削力p来计算主切削力Fz较为简易直观。 三、切削功率 （2）切削功率 切削功率Pm是指车削时在切削区域内消耗的功率，通常计算的是主运动所消耗的功率。 式中 Fz－主切削力（N）; vc－主运动切削速度。 机床电动机所需功率PE应为： PE≧Pm/η kW 式中η——机床传动效率 （3）单位切削功率 单位切削功率Ps是指单位时间内切除金属体积Zw所消耗的功率。 Ps=Pm/Zw kW/（ mm3·s-1） 单位时间内切除金属量Zw Zw=1000vc·asp·f （ mm3/s） 另外可导出Pm， Ps之间的关系式： 第二节 切削力的测量及切削力的计算机辅助测试 电阻应变片测力仪测量切削力 压电晶体测力仪测量切削力 切削力的测量 切削力的测量 一、切削力指数公式 式中: Fz、Fy、Fx:分别为主切削力、切深抗力、进给抗力； CFz , CFy , CFx :决定于被加工材料和切削条件的有关系数； xFz、yFz、nFz、xFy、yFy、nFy、xFx、 yFx、 nFx:分别为三个分力公式中，背吃刀量ap、进给量f和切削速度vc的指数； KFz , KFy , KFx :考虑切削速度、刀具几何参数、刀具磨损等因素影响的修正系数。 第三节 切削力的指数公式和切削力的预报及估算 二、单位切削力 切除单位切削层面积的主切削力 通过实验求得p后， 则可通过上式求得主切削力Fz。 　　 式中: Zw——单位时间内的金属切除量（mm3·s-1）。 整理后得 三、单位切削功率 单位时间内切除单位体积的金属所消耗的功率称为单位切削功率Ps。 通过实验求得p后，反过来可以求得Pm，然后再计算Fz。 四、 机床电机功率 在设计机床选择电机功率PE时，应按下式计算 式中 ηm —— 机床传动效率，通常η= 0.75～0.85 第四节 影响切削力的因素 ??? 切削力来源于工件材料的弹塑性变形及刀具与切屑、工件表面的摩擦，因此凡是影响切削过程中材料的变形及摩擦的因素都影响切削力。