文档介绍：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）
式中匕主切削力（N）；
FP 背向力（N）；
Ft 进给力（N）；
Cfc、Cfp、 Cft 系数,可查表2-
1 ；
Xtc 、 y n 北、x fp 、 y fp 、 n tP - x y 什、n
数，如表2-[ 3 "
Kft
修正系数，可查表 2-5，表2-6 o
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R
Fc=kc P • f=k c ・h d ・b d (2-8)
式2-8中的k c是指f = r时的单位切削力，当实际进给量f大于或小于
/r时，需乘以修正系数改代，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 Kkc,
Ktps
f
/(m
m/r
)
・—・i .
• V
1
Kfkc
1
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：
.作用在前、后刀面上的变形抗力 Fnv和Fna ；
.作用在前、后刀面上的摩擦力 FfY和FfaO
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Fc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Fp纵车外圆时，背向力Fp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。 Fp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。
2•切削用量的影响
影响切削力的主要因素
.工件材料的影响
工件材料的物理机械性能、加工硬化能力、化学成分和热处理状态，都对切削力产生影响。
由表2-2可以看出，工件材料的硬度愈高，则切削力愈大。工件材料虽然硬度、强度较低，但塑性、韧性大，加工硬化能力大，其切削力仍很大。如1Cr18Ni9Ti等不锈钢。
在普通钢中添加含硫或铅等金属元素的易切钢，其切削力比普通钢降低20〜30%。
同一种材料热处理状态与金相组织不同，切削力也有很大差异。
切削脆性材料（如铸铁）时，塑性变形小，加工硬化小，切屑与前刀面接触少，摩擦小，因此切削力也较小。
(1)前角的影响
如图2-17所示，背吃刀量a p和进给量f是通过对切削面积和单位切削力的变化而影响切削力的。背吃刀量a p增大，切削宽度b d也增大，剪切面积As和切屑与前刀面的接触面积按比例增大，第一变形区和第二变形区的变形与摩擦相应增大。当背吃力量增大一倍时，切削力也增大一倍。进给量f增大，切削厚度h d增大，而切削宽度b d不变，这时剪切面积虽按比例增大，第二变形区的变形未按比例增大。而进给量增大，平均变形变小，单位切削力降低，因此，进给量f增大一倍，切削力约增加70〜80%。
从上述分析可知，a p和f对切削面积的影响相同，但对单位切削力的影响不同。ap增加时单位切削力不变，f增加时，
单位切削力减小，当切削面积 Ad相等时，为了减小切削力，可
以选择大的进给量f，小的背吃刀量a p,即采用窄而厚的切屑断面形状。图 2-18为车削45钢时，a p与f对切削力影响的实验曲线。
切削速度v c对切削力的影响呈波浪形变化，如图2-19所示’由切削变形
一节所述可知，切削速度