【正文】 材料的疲勞強(qiáng)度，并給下道工序帶來加工困難，增大刀具的磨損，從而使刀具壽命下降。一般材料的塑性越大，金屬晶格滑移越容易，以及滑移面越多，硬化程度越嚴(yán)重。 （ 1） 磨出鋒利的切削刃。 （ 2） 增大前角或增大后角。 （ 3） 減小背吃刀量。 （ 4） 適當(dāng)減小進(jìn)給量。 （ 5） 適當(dāng)降低工件材料的塑性。 （ 6） 合理選用切削液。 影響切削變形的主要因素 —— 工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，刀 —屑間的正壓力越大，平均正應(yīng)力增大，切削溫度增加，刀 — 屑間接觸長度減小，摩擦系數(shù)減小，切削變形減小。 —— 刀具前角增大，楔角減小，切削刃鈍圓弧半徑減小，切削刃鋒利，切屑流出時(shí)阻力減小，使摩擦系數(shù) μ減小，故變形系數(shù) 減小，切削變形減小。但前角增大，則作用在前刀面的平均法向應(yīng)力會(huì)隨之減小，因此，摩擦系數(shù)會(huì)增大。 hA —— 切削速度通過切削溫度和積屑瘤影響切削變形，當(dāng)無積屑瘤時(shí)，低速時(shí)溫度低，不易黏結(jié)，摩擦系數(shù) μ小，切削變形小；隨切速提高，切削溫度增加，黏結(jié)逐漸嚴(yán)重，摩擦系數(shù) μ增大；切速再提高，切削溫度使被加工材料的剪切屈服強(qiáng)度降低，剪切應(yīng)力減小，摩擦系數(shù) μ減少，切削變形變小。 隨著切削速度提高，積屑瘤高度也逐漸增加，刀具工作前角隨之增大，因此， 減少。當(dāng)達(dá)到中等切速時(shí)，積屑瘤高度達(dá)最大值， 變?yōu)樽钚　Ｇ邢魉俣仍倮^續(xù)增高時(shí)，因切削溫度升高，摩擦系數(shù) μ減小而使 減小。在高速切削時(shí)，切削層來不及充分變形已被切離，所以 很小。 hA hAhA —— 進(jìn)給量增大，切屑厚度增加，前面上正壓力增大，平均法向應(yīng)力增大，故摩擦系數(shù) μ減小，剪切角增大，因此切削變形系數(shù)減小，切削變形減小。 切削力 切削力是 工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力。它是影響工藝系統(tǒng)強(qiáng)度、剛度和加工工件質(zhì)量的重要因素。切削力是設(shè)計(jì)機(jī)床、刀具、夾具以及計(jì)算切削動(dòng)力消耗的主要依據(jù)。在目前自動(dòng)化生產(chǎn)、精密加工中，常利用切削力來檢測和監(jiān)控加工表面質(zhì)量、加工精度和刀具磨損的程度。 、合力及其分力 在刀具作用下，被切削層金屬、切屑和工件已加工表面金屬都在發(fā)生彈性變形和塑性變形，因而產(chǎn)生變形抗力。 法向力 切削作用在刀具前面和后面上。由于切屑沿前面流出，故有對刀具前面產(chǎn)生 摩擦力 ；刀具和工件間有相對運(yùn)動(dòng)，由有摩擦力作用于刀具后面。幾個(gè)方面的作用力便形成了作用在刀具上的合力 F。 切削力來源于兩個(gè)方面：① 切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性變形和塑性變形所產(chǎn)生的抗力； ②刀具與切屑及工件表面間的摩擦阻力。 如圖 ，在切削時(shí)，各種切削力的總和形成作用在刀具上的合力 F。為便于測量、計(jì)算和應(yīng)用的需要，常將作用力 F分解為三個(gè)分力。 a） b） 圖 切削時(shí)的合力及其分力 切向力（主切削力） —— 在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力； 背向力（徑向力或切深抗力） —— 在垂直于工作表面上的分力； 進(jìn)給力（軸向力力） —— 在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力。 合力 F、推力與各分力之間關(guān)系： ； （ ） 式（ ）表明，當(dāng) 當(dāng) 時(shí)， 、 ，各分力的大小對切削過程產(chǎn)生明顯不同的作用。 22222 fPCCD FFFFFF ?????rDp FF ?cos? rDf FF ?sin ；、時(shí)， 00 ??? fDPr FFFk ??? 90r? 0?pF Df FF ? 實(shí)驗(yàn)可得，當(dāng) 各分力間近似關(guān)系為： 隨著切削條件的不同，三個(gè)分力之間的比例可在較大范圍內(nèi)變化，但主切削力 的值總是最大。 分力的作用 （主切削力） 切向力是主運(yùn)動(dòng)方向上的切削分力，切于過渡表面并與基面垂直，消耗功率最多。切向力 作用在工件上，并通過卡盤傳遞到機(jī)床主軸箱，它是設(shè)計(jì)機(jī)床主軸、齒輪和計(jì)算主運(yùn)動(dòng)功率的主要依據(jù)；由于 作用使刀桿彎曲、刀片受壓，故用它決定刀桿、刀片尺寸； 是設(shè)計(jì)夾具和選擇切削用量的重要依據(jù)。 時(shí)，、 ???? ?? 01545 ??? srk ）（）（ ~:~:1:: ?fpc FFFcFcFcFcc （徑向力或切深抗力） 背向力 是作用在吃刀方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。在縱車外圓時(shí)，如果加工工藝系統(tǒng)剛性不足，背向力 是影響加工工件精度、引起切削振動(dòng)的主要原因。 不消耗切削功率。 （進(jìn)給抗力） 軸向力 是作用在進(jìn)給方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線平行的力。軸向力 作用在機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，它是計(jì)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)零件的強(qiáng)度和檢驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。 消耗總功率的 1％～5％。 pFfFpF pFpfF fFfF （ ） 切削過程中消耗的功率稱為切削功率，用 表示。計(jì)算切削功率用于核算加工成本和計(jì)算能量消耗，并在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)根據(jù)它來選擇機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率。 主運(yùn)動(dòng)消耗的切削功率（單位為 kw）應(yīng)為： cP cP 6010 3??? cccvFP式中： —— 切削力，單位為 N； —— 主運(yùn)動(dòng)的切削速度，單位為 m/min。 cFcv 根據(jù)式（ ）求出切削功率值，再按下式計(jì)算主電動(dòng)機(jī)的功率 （單位為 kw）： EP mCE PP ?/?（ ） 式中： ηm—— 機(jī)床傳動(dòng)效率，一般取 ηm=～ 0. 85。 式（ ）是校驗(yàn)和選用機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算公式。 在生產(chǎn)實(shí)際中，常采用指數(shù)公式計(jì)算切削力，該指數(shù)公式是通過大量的切削實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)分析或微機(jī)處理后建立的，故也稱為切削力實(shí)驗(yàn)公式。 切削力的指數(shù)公式為： ccFcFcFC FncyxpFc KvfaCF ? pFcpFpFp FncyxpFp Kf?ffFfFfFf FncyxpFf KvfaCF ?（ ） 式（ ）中的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)值可查相關(guān)的金屬切削手冊。 （ 1）單位切削力 —— 可用單位切削層面積切削力或單位切削層寬度切削力表示。 f 單位切削力（單位為 ）由下式求得： 2mmN cFccFcFcyFPyxpFDcc fCfafaCAFk???? 1（ ） 若已知單位切削力 ， 如果給定背吃刀量和進(jìn)給量值 ， 切削力 （ 單位為 N） 用下式計(jì)算： fakAkF pcDcc ?? 單位切削力可從有關(guān)手冊中查到（表 ）。 表 常用材料的單位切削力 單位切削力 ck 材料 牌 號 制造、 熱處理狀態(tài) 硬度 HBW （ N/mm2） 結(jié)構(gòu)鋼 45（ 40Cr） 熱軋或正火 187（ 212） 1962 調(diào)質(zhì) 229（ 285） 2305 灰鑄鐵 HT200 退火 170 1118 鉛黃銅 HPb591 熱軋 78 736 硬鋁合金 2A12 淬火及時(shí)效 107 834 ck610 ??（ ） （ 2）單位切削功率 —— 是在單位時(shí)間內(nèi)切除單位體積材料所需的切削功率。 ［單位為 kW/（ ）］計(jì)算式為： cpcp smm ?3310100 0????cpcpccc vfavfakQpp 影響切削力的因素 切削過程中，影響切削力的因素很多，最主要的因素有切削用量、工件材料和刀具幾何參數(shù)等三個(gè)方面。 當(dāng)背吃刀量 和進(jìn)給量 f 增大時(shí)，都會(huì)使切削力增加，但兩者的影響程度是不同的。 其原因是： 若 f 不變， 增加一倍，切削厚度不變，切削寬度和切削層橫截面積隨之增大一倍，使切削變形和摩擦成倍增加，故切削力也約增加一倍；若 保持不變，f 增加一倍時(shí)，使切削厚度和切削層橫截面積也都增加一倍，但因進(jìn)給量 f 增加使切削變形減小，摩擦面積不成倍增加，切削力只增加約 70％～ 80％。在相同的切削層橫截面積下，若切削效率相同時(shí)，增大進(jìn)給量 f 比增大背吃刀量 既省力又節(jié)能；若消耗功率相同，則允許選用更大的進(jìn)給量，可提高生產(chǎn)效率。