切削力和切削功率(教案)

安徽工程科技学院教师备课教案本章节讲稿共4 页教案第1 页备课时间：05年2月22日教师签名：第二章金属切削基本理论及应用第二节切削力一、切削力的来源、合成与分解1.概念金属切削过程中，刀具和工件相互作用，由于变形和摩擦，产生切削力和切削抗力。

刀具施加于工件的力为切削力，工件低抗变形反作用于刀具的力为切削抗力。

在分析切削力以及切削机理时，切削力与切削抗力意义相同。

切削力的来源包括两方面：1)三个变形区内工件材料的弹性、塑性变形阻力；2)切屑与刀具摩擦阻力。

克服切削阻力需要消耗功率，最终产生变形和热量。

由于切削力过大可能引起严重后果：刀具磨损、加工质量下降、机床或夹具损坏。

所以，必须拿握切削力的变化规律并计算切削力大小，为机床、刀具和夹具设计提供依据。

2.切削力的合成图2-12前刀面上的正压力Fγn与摩擦力Fγ合成为前刀面合力Fγ,γn后刀面上的正压力Fαn与摩擦力Fα合成为后刀面合力Fα,αnFγ,γn与Fα,αn合成为总合力F，即总切削力。

一般地，若刀具较锋利，则前刀面上的切削力是主要的，后刀面上的切削力较小，可忽略。

但在刀具磨损大时不可。

3.切削力的分解合力F是空间力，与切削要素有密切关系，故应沿三者的方向进行分解。

图2-131)主切削力F c主运动方向上的切削分力。

用于计算切削功率、校核机床及工夹具强度和刚度。

2)背向力（径向分力）F p垂直于工作平面，过大会引起工艺系统的变形和振动，降低加工质量。

机床设计时，用于主轴轴承寿命计算、轴承选择、主轴弯曲刚度校验等。

3)进给力F f沿进给运动方向。

是设计机床进给系统的主要依据。

二、切削功率PeP e为切削过程中消耗的总功率。

车外圆时：P e＝切削功率P c＋进给功率P f其中P c＝F c·V c在切削刃基点上，同一瞬时；P f＝F f·f 很小，可略而不计。

F p方向没有位移(速度为零)，故不消耗动力。

切削功率P e用于选择机床电动机功率P E，应考虑机床的传功效率ηP E＝Pe／η＝Pc／η三、单位切削力定义为单位切削面积上的主切削力，k c＝F c/A D＝F c/a p f＝F c/h D b D四、切削力经验公式式2-11工况系数、修正系数和切削用量影响指数可查阅金属切削手册。

车床切削力与切功率计算车床切削力与切功率计算是机床切削力分析的一个重要方面。

在机床加工中，切削力的大小直接影响到车刀的刀具寿命、工件形状精度和加工表面质量。

切功率则是衡量机床切削作业效率的指标之一、下面将介绍车床切削力与切功率的计算方法。

1.车床切削力计算方法(1)轴向力的计算：轴向力是车床在车刀切削工件时，垂直于进给方向的力。

可以通过以下公式进行计算：Fa = Kc×fz×n×ap其中，Fa 表示轴向力，Kc 表示切削力系数，fz 表示每齿进给量，n 表示主轴转速，ap 表示每刀进给深度。

(2)径向力的计算：径向力是车床在车刀切削工件时，平行于工件表面且指向刀具中心的力。

可以通过以下公式进行计算：Fr = Kr×fn×"其中，Fr 表示径向力，Kr 表示径向切削力系数，fn 表示主轴转速，"表示切削深度。

(3)切向力的计算：切向力是车床在车刀切削工件时，沿着工件轮廓方向的力。

可以通过以下公式进行计算：Fc = Kt×fz×n×ap其中，Fc 表示切向力，Kt 表示切削力系数，fz 表示每齿进给量，n 表示主轴转速，ap 表示每刀进给深度。

2.切功率的计算方法切功率可以通过以下公式进行计算：其中，Pc表示切功率，Fc表示切向力，Vc表示切削速度，Fr表示径向力，Vr表示进给速度。

计算结果单位为千瓦。

3.参数的确定与切削力系数的选择切削力系数是切削力计算中的重要参数，它与加工材料、刀具材料、刀具类型等有关。

选择适合的切削力系数能提高计算的准确性，常见的切削力系数有经验值、查表法、试验法等方法。

在实际应用中，可以根据材料的特性和经验选择适当的切削力系数。

不同的材料和切削条件下，切削力系数的选择可能存在一定的差异。

总之，车床切削力与切功率的计算对于机床切削性能的分析和加工参数的确定非常重要。

准确计算切削力和切功率有助于优化切削过程、提高加工效率，并提高加工质量。

车铣床功率和切削力计算车铣床的功率和切削力计算是车铣加工过程中的两个重要参数，能够直接影响到工件加工质量和加工效率。

本文将详细介绍车铣床功率和切削力的计算方法。

一、车铣床功率计算：1.切削力计算方法：车铣加工过程中的主要切削力包括切削力Fc、进给力Ff和主轴载荷Fz。

根据切削力的定义，切削力可以用公式Fc = M/(r*cosα)计算，其中M为切削扭矩，r为刀具半径，α为刀具主轴倾角。

进给力可以用公式Ff = Fr*tgβ计算，其中Fr为沿机床进给方向上的切削力，β为锋角。

主轴载荷可以用公式Fz = Mtgβ/R计算，其中M为切削扭矩，β为锋角，R为刀具倾角与水平面之间的距离。

2.切削功率计算方法：车铣加工过程中的切削功率可以用公式P=Fc*V/1000计算，其中P为切削功率，Fc为切削力，V为切削速度。

其中切削速度V可以用公式V=π*D*N/1000计算，其中D为刀具直径，N为主轴转速。

3.车铣床功率计算方法：二、车铣床切削力计算：车铣床切削力是指车铣加工过程中刀具对工件施加的力。

切削力的大小影响着工件表面质量和刀具的耐用性。

下面将介绍车铣床切削力的计算方法。

1.切削力系数计算方法：车铣加工过程中切削力的大小与切削条件、刀具几何形状、工件材料力学性能等因素有关。

切削力系数和以上因素有关，可以通过实验或者理论计算得到。

通过实验测得的切削力系数可以用于计算不同工况下的切削力。

通过理论计算可以使用切削力模型和材料力学性能来确定切削力系数。

2.切削力计算方法：在已知切削力系数的情况下，可以通过切削力系数和切削力的定义来计算切削力。

切削力可以用公式F=Kc*Fc计算，其中F为切削力，Kc为切削力系数，Fc为主切削力。

3.切削力分力计算方法：切削力包括主切削力Fc和切削力的分力Fx和Fy。

主切削力Fc可以通过切削力的计算方法得到。

切削力的分力Fx和Fy可以用公式Fx =F*cosγ和Fy = F*sinγ计算，其中F为切削力，γ为切削角。

《金属切削原理与刀具》教案一、教学内容本节课的教学内容来自于小学《金属切削原理与刀具》教材的第三章，主要介绍金属切削的基本原理和刀具的分类及使用方法。

具体内容包括：金属切削的过程、切削力与切削功率、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换等。

二、教学目标1. 让学生了解金属切削的基本原理，知道切削力与切削功率的概念。

2. 使学生熟悉刀具的类型与结构，掌握刀具的磨损与更换方法。

3. 培养学生动手操作和实践能力，提高他们的技术素养。

三、教学难点与重点重点：金属切削的基本原理、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换。

难点：切削力与切削功率的计算、刀具的磨损规律及更换时机。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、刀具实物、切削实验装置。

学具：笔记本、课本、尺子、剪刀。

五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工的视频，让学生初步了解金属切削的过程，引出本节课的主题。

2. 讲解：讲解金属切削的基本原理，介绍切削力与切削功率的概念，分析刀具的类型与结构，讲解刀具的磨损与更换方法。

3. 实践：让学生分组进行切削实验，观察刀具的磨损情况，学会正确更换刀具。

4. 讨论：分组讨论切削力与切削功率的计算方法，分享刀具磨损与更换的实践经验。

六、板书设计金属切削原理与刀具1. 金属切削过程2. 切削力与切削功率3. 刀具类型与结构4. 刀具磨损与更换七、作业设计1. 题目：计算切削力与切削功率已知条件：切削速度v = 50m/min，切削深度d = 2mm，切削宽度b = 10mm，刀具前角γ = 20°，刀具后角α = 15°，材料硬度HB = 200。

求：切削力F和切削功率P。

答案：切削力F = 150N切削功率P = 15W2. 题目：分析刀具磨损规律及更换时机要求：结合实践经验，分析刀具磨损的原因，判断何时需要更换刀具。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果如何？学生是否掌握了金属切削原理和刀具的使用方法？2. 拓展延伸：研究金属切削液的作用，探讨如何提高切削加工效率。

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。

机械制造基础课程教案
课程教案（续）
（刀头） 主后刀面副后刀面 主刀刃刀尖
四、刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（γ0）
作用：①减小切屑的变形；②减小前刀面与切屑之间的摩擦力。

所以：γ0：a .减小切削力和切削热；
b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。

选择：加工塑性材料和精加工—取大前角
加工脆性材料和粗加工—取小前角
Fr Fz Fx
Fy
F X 、Y
磨粒
砂轮工件
3. 钻孔时
．尺寸差别不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、孔、螺纹等尺寸应尽可能一
应尽可能减少机床的调整和走刀次数。

便于多件一起加工。

2. 课次为授课次序，填1～n等；
3. 授课形式填理论课、实验课、讲评课、习题课等。

车床加工切削力及切削功率计算示例当加工时要效率提升唯有提高切削进给率或加大切削深度，而此时如果机台主轴功率不足，往往会因此而导致机台停机或刀具破损，以下就台中精机Vturn-36机台作为范例，计算马达功率是否能符合切削需求。

Vturn-36因须经过变速箱传动，扭力会有所更改，所以集成计算以求得正确切削力。

Vturn-36分为2000转及2500转，2000转低档时主轴与马达转速比为1 : 8.08,高档为1 : 2.66。

2500转低档转速比为1 : 6.54,高档为1 : 2.15，当了解工件切削速度时须换算成主轴马达转速，才能求得正确的切削功率。

(一)切削功率计算公式：Ne(Kw) = (Ap x FX Vcx Ks) -(60x 103心)Ap(mm)：切肖U深度F(mm/rev):每转进给量Vc(m/min)：切削速度Ks(N/mm2):比切削力(查表)n：机床总效率(80%或90%)Ne(Kw):所须功率例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm,切削速度120m/min, 进给率0.2mm/rev求所须功率。

解答：Ne= (3 x 0.2X 120X 2600)-(60x 1000X 0.8) = 3.9Kw(二)切削扭力计算：因Vturn-36有经过变速箱传动低速档齿轮比为 1 : 2.4,所以马达扭力可提升2.4倍。

高速档齿轮比为1 : 0.79,所以马达扭力降为0.79倍。

T(N-m) = Apx KsX f x rAp(mm):切削深度Ks(N/mm2):比切削力(查表)f(mm/rev):每转进给量T(N-m )：切削阻抗扭矩r(m):切削工件半径例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm,切削速度120m/min,进给率0.2mm/rev求所须扭矩。

解答：T= 3x 2600X 0.2x 0.1 = 156(N-m)(三)切削转速计算：N=(Vc x 1000)/(D x 3.14)N(rpm厂主轴转速Vc(m/min)：切削速度/D(mm) :工件直径由上面例题算出工件转速 N = (120x1000)宁(200x 3.14)= 191rpm所以要加工此工件所须条件为：(1)功率=3.9Kw⑵扭矩=156N-m⑶转速=191rpm(四)审查主轴马达是否有足够切削力加工此工件：以Vturn -36双段2000rpm/a 22i马达为审查机种。