金属切削中的物理现象及基本规律（3）
二、切削力及其主要影响因素。
切削力是金属切削过程中的基本物理现象之一，是分析机制工艺、设计机床、刀具、夹具时的主要技术参数。
（一） 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 Fnγ 和 Fnα ;
2. 作用在前、后刀面上的摩擦力Ffγ 和 Ffα 。
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，是计算机床主运动机构强度与刀杆、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不消耗功率，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是校验机床刚度的必要依据。
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。
（二）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 Fc ————主切削力（ N）；
Fp ———— 背向力（ N）；
Ff ———— 进给力（ N）；
Cfc 、 Cfp 、 Cff ———— 系数，可查表 2-1；
xfc 、 yfc、 nfc、 xfp、 yfp、 nfp、 xff、 yff、 nff —— 指数，可查表 2-1。
KFc 、 KFp 、 KFf —- 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 AD ——-切削面积（ mm 2）；
ap ——- 背吃刀量（ mm）；
f – ——- 进给量（ mm/r）；
hd ——– 切削厚度（ mm ）；
bd ——– 切削宽度（ mm）。
已知单位切削力 kc ,求主切削力 Fc
Fc=kc·ap·f=kc·hd·bd (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 Kfkc，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 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
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