机械制造技术基础3-2金属切削过程的基本规律
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FC CFC aSP1.0 f 0.75 vC-0.15 KFC
即，asp增大一倍，FC也增大一倍；而f 增大一倍， FC只能增大68%～80％。
二、切削力
由此可见，从减小切削力和节省动力消 耗的观点出发，在切除相同余量的条件
下，增大 f 比增大asp 更为有利。
3. 影响切削力的因素
2）切削用量对切削力的影响。 b）切削速度Vc对切削力的影响;
v Pc
Fc c 6 104
1022100 6 104
1.7
(kw)
二、切削力
3. 影响切削力的因素 总切削力的来源有两个方面： 一是克服被加工材料对弹性变形和塑
性变形的抗力； 二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力
和工件表面对刀具后面的摩擦阻力。
3. 影响切削力的因素
1）工件材料的性能对切削力有显著的影响。 工件材料的硬度或强度愈高，材料的
2. 积屑瘤
图3-15 积屑瘤与切削刃 的金相显微照片
2. 积屑瘤
图3-16 积屑瘤高度及其实际工作前角
2. 积屑瘤
（1）积屑瘤对切削过程的影响： 1) 积屑瘤包围着切削刃，可以代替前面、后面和切
削刃进行切削，从而保护了刀刃，减少了刀具的磨 损。 2) 积屑瘤使刀具的实际工作前角增大，而且，积屑 瘤越高，实际工作前角越大，刀具越锋利。 3) 积屑瘤前端伸出切削刃外，直接影响加工尺寸精 度。 4) 积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面 粗糙度。
剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的 抗力也愈大，故切削力也愈大。
3. 影响切削力的因素
2）切削用量对切削力的影响。
a）背吃刀量asp 和进给量f对切削力的影响;
↑ 背吃刀量asp↑
进给量f↑
AD ↑
变形抗力 摩擦力
切削力↑
二、切削力
标准切削试验：刀具材料P10，工件材料45钢
σb = 650 Mpa，车刀几何参数为go =10°、 r = 45°、ls =0°。
[解]：
2. 切削力的经验公式
Fc CFc asxp Fc f yFc vcnFc k Fc
查表3-2得： CFC=2795 xFC =1.0 yFC =0.75 zFC =-0.15
2. 切削力的经验公式
[解]：
Fc CFc asxp Fc f yFc vcnFc kFc 2795 21.0 0.30.75 1000.15 k Fc 1135.7 kFc
2. 切削力的经验公式
[解]： kFc k k k mFc krFc g Fc klsFc
当 b = 630MPa时
k mFc
( σb )nFc 650
( 630)0.75 650
0.98
2. 切削力的经验公式
续： 按r =75°查表3-4，得 kkrFc 0.92 按go =10°查表3-4，得 kg Fc 1.0
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性；
2. 积屑瘤
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度；
2. 积屑瘤
图3-17 切削速度对积屑瘤的影响
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角；
2. 积屑瘤
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角； 4）冷却润滑条件。
1.总切削力的分解和切削功率
（2）切削功率
Pc
Fc vc
6 104
单位：kw
Fc——切削力，单位：N； vc——切削速度，单位：m/min。
1.总切削力的分解和切削功率
（2）切削功率
Pc
Fc vc
6 104
单位：kw
PE
Pc
c
c ——机床传动效率，一般，取c = 0.75～0.85。
二、切削力
图3-25 前角对切削力的影响 asp = 4 mm f = 0.25 mm / r
2. 积屑瘤
二、切削力
1.总切削力的分解和切削功率ຫໍສະໝຸດ Baidu（1）总切削力的分解
1）切削力Fc 2）背向力Fp 3）进给力Ff
1.总切削力的分解和切削功率
（1）总切削力的分解
F FC2 FD2 FC2 FP2 Ff2
FP FD cos r
Ff FD sinr
Fp (0.15 ~ 0.7) Fc Ff (0.10 ~ 0.6) Fc
切削时消耗的功率
Pc
Fc vc
6 104
2. 切削力的经验公式
[计算举例]：
用YT5硬质合金车刀外圆纵车σb = 630 MPa的热轧45钢，
车刀几何参数为go =10°、r = 75°、ls = –5°，切削 用量为asp = 2mm、f = 0.3mm/r、vc = 100 m / min。
试计算切削力Fc、Fp、Ff 及切削功率Pc 。
按ls =-5°查表3-4，得 klsFc 1.0
k Fc k mFc k krFc k gFc k lsFf 0.98 0.921.0 1.0 0.90
2. 切削力的经验公式
续： kFc kmFc kkrFc kg Fc klsFc 0.98 0.92 1.0 1.0 0.90
Fc 1135.7k Fc 1135.7 0.90 1022 (N)
切削塑性材料时
3. 影响切削力的因素
2）切削用量对切削力的影响。 b）切削速度Vc对切削力的影响;
3. 影响切削力的因素
3）刀具几何参数对切削力的影响。
a） 前角go对切削力的影响;
前角go↑ 刀刃锋利↑ 变形抗力↓ 切削力↓
3. 影响切削力的因素
3）刀具几何参数对切削力的影响。
a） 前角go对切削力的影响;
2. 切削力的经验公式
v 切削力
FC
CFC
a X FC SP
f n FC
n FC
C
K FC
2. 切削力的经验公式
切削力 背向力
v FC
CFC
a X FC SP
f n FC
n FC
C
K FC
v Fp CFP aSPXFP f n FP C nFP K Fp
v 进给力 Ff CFf aSPXFf f n Ff C n Ff KFf
第二节 金属切削过程基本规律
一、金属切削过程
1. 切屑的形成
图3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1. 切屑的形成
图3-12 切屑类型
1. 切屑的形成
图3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1. 切屑的形成
衡量切屑变形程度的方法 ：切屑厚度压缩比Λh
Λh hch lD
hD lch
图3-13 切屑厚度压缩比Λh的计算
即，asp增大一倍，FC也增大一倍；而f 增大一倍， FC只能增大68%～80％。
二、切削力
由此可见，从减小切削力和节省动力消 耗的观点出发，在切除相同余量的条件
下，增大 f 比增大asp 更为有利。
3. 影响切削力的因素
2）切削用量对切削力的影响。 b）切削速度Vc对切削力的影响;
v Pc
Fc c 6 104
1022100 6 104
1.7
(kw)
二、切削力
3. 影响切削力的因素 总切削力的来源有两个方面： 一是克服被加工材料对弹性变形和塑
性变形的抗力； 二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力
和工件表面对刀具后面的摩擦阻力。
3. 影响切削力的因素
1）工件材料的性能对切削力有显著的影响。 工件材料的硬度或强度愈高，材料的
2. 积屑瘤
图3-15 积屑瘤与切削刃 的金相显微照片
2. 积屑瘤
图3-16 积屑瘤高度及其实际工作前角
2. 积屑瘤
（1）积屑瘤对切削过程的影响： 1) 积屑瘤包围着切削刃，可以代替前面、后面和切
削刃进行切削，从而保护了刀刃，减少了刀具的磨 损。 2) 积屑瘤使刀具的实际工作前角增大，而且，积屑 瘤越高，实际工作前角越大，刀具越锋利。 3) 积屑瘤前端伸出切削刃外，直接影响加工尺寸精 度。 4) 积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面 粗糙度。
剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的 抗力也愈大，故切削力也愈大。
3. 影响切削力的因素
2）切削用量对切削力的影响。
a）背吃刀量asp 和进给量f对切削力的影响;
↑ 背吃刀量asp↑
进给量f↑
AD ↑
变形抗力 摩擦力
切削力↑
二、切削力
标准切削试验：刀具材料P10，工件材料45钢
σb = 650 Mpa，车刀几何参数为go =10°、 r = 45°、ls =0°。
[解]：
2. 切削力的经验公式
Fc CFc asxp Fc f yFc vcnFc k Fc
查表3-2得： CFC=2795 xFC =1.0 yFC =0.75 zFC =-0.15
2. 切削力的经验公式
[解]：
Fc CFc asxp Fc f yFc vcnFc kFc 2795 21.0 0.30.75 1000.15 k Fc 1135.7 kFc
2. 切削力的经验公式
[解]： kFc k k k mFc krFc g Fc klsFc
当 b = 630MPa时
k mFc
( σb )nFc 650
( 630)0.75 650
0.98
2. 切削力的经验公式
续： 按r =75°查表3-4，得 kkrFc 0.92 按go =10°查表3-4，得 kg Fc 1.0
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性；
2. 积屑瘤
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度；
2. 积屑瘤
图3-17 切削速度对积屑瘤的影响
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角；
2. 积屑瘤
（2）积屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角； 4）冷却润滑条件。
1.总切削力的分解和切削功率
（2）切削功率
Pc
Fc vc
6 104
单位：kw
Fc——切削力，单位：N； vc——切削速度，单位：m/min。
1.总切削力的分解和切削功率
（2）切削功率
Pc
Fc vc
6 104
单位：kw
PE
Pc
c
c ——机床传动效率，一般，取c = 0.75～0.85。
二、切削力
图3-25 前角对切削力的影响 asp = 4 mm f = 0.25 mm / r
2. 积屑瘤
二、切削力
1.总切削力的分解和切削功率ຫໍສະໝຸດ Baidu（1）总切削力的分解
1）切削力Fc 2）背向力Fp 3）进给力Ff
1.总切削力的分解和切削功率
（1）总切削力的分解
F FC2 FD2 FC2 FP2 Ff2
FP FD cos r
Ff FD sinr
Fp (0.15 ~ 0.7) Fc Ff (0.10 ~ 0.6) Fc
切削时消耗的功率
Pc
Fc vc
6 104
2. 切削力的经验公式
[计算举例]：
用YT5硬质合金车刀外圆纵车σb = 630 MPa的热轧45钢，
车刀几何参数为go =10°、r = 75°、ls = –5°，切削 用量为asp = 2mm、f = 0.3mm/r、vc = 100 m / min。
试计算切削力Fc、Fp、Ff 及切削功率Pc 。
按ls =-5°查表3-4，得 klsFc 1.0
k Fc k mFc k krFc k gFc k lsFf 0.98 0.921.0 1.0 0.90
2. 切削力的经验公式
续： kFc kmFc kkrFc kg Fc klsFc 0.98 0.92 1.0 1.0 0.90
Fc 1135.7k Fc 1135.7 0.90 1022 (N)
切削塑性材料时
3. 影响切削力的因素
2）切削用量对切削力的影响。 b）切削速度Vc对切削力的影响;
3. 影响切削力的因素
3）刀具几何参数对切削力的影响。
a） 前角go对切削力的影响;
前角go↑ 刀刃锋利↑ 变形抗力↓ 切削力↓
3. 影响切削力的因素
3）刀具几何参数对切削力的影响。
a） 前角go对切削力的影响;
2. 切削力的经验公式
v 切削力
FC
CFC
a X FC SP
f n FC
n FC
C
K FC
2. 切削力的经验公式
切削力 背向力
v FC
CFC
a X FC SP
f n FC
n FC
C
K FC
v Fp CFP aSPXFP f n FP C nFP K Fp
v 进给力 Ff CFf aSPXFf f n Ff C n Ff KFf
第二节 金属切削过程基本规律
一、金属切削过程
1. 切屑的形成
图3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1. 切屑的形成
图3-12 切屑类型
1. 切屑的形成
图3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1. 切屑的形成
衡量切屑变形程度的方法 ：切屑厚度压缩比Λh
Λh hch lD
hD lch
图3-13 切屑厚度压缩比Λh的计算