切削力_切削热_切削液

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1、第3----第6节切削力、切削热、切削液1.知道什么是切削力、切削热、切削液2、影响切削力、切削温度的因素是什么3、在实际操作过程中，会处理温度过高等问题4、会选用合理的切削液进行冷却切削力、切削热、切削液的概念教学目标教学重难点多媒体、动画、视频、实物演示教学方法第三节、切削力切削过程中，刀具施加于工件使工件材料产生变形，并使多余材料变为切屑所需的力，称为切削力(cuttingforce)。一、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率1.切削力的来源切削力来自于金属切削过程中克服被加工材料的弹、塑性变形抗力和刀具与工件及刀具与切屑之间摩擦阻力。2

2、.切削力的分解通常将合力F分解为相互垂直的三个分力：切削力Fc、进给力Ff、背向力Fp。切削力Fz(Fc)总切削力在主运动方向的分力，大小约占总切削力的80%～90%。Fc消耗的功率最多，约占总功率的90%左右，是计算机床切削功率、选配机床电机、校核机床主轴、设计机床部件及计算刀具强度等必不可少的参数。背向力Fy（Fp）进给力Fx(Ff)总切削力在垂直于工作平面方向的分力，Fp不消耗功率。但容易使工件变形，甚至可能产生振动，影响工件的加工精度。是进行加工精度分析、计算工艺系统刚度以及分析工艺系统振动时，所必须的参数。总切削力在进给方向的分力，进给

3、力也作功，但只占总功的1%～5%。是设计、校核机床进给机构，计算机床进给功率不可缺少的参数计算切削功率(cuttingpower)Pc是用于核算加工成本和计算能量消耗，并在设计机床时根据它来选择机床主电动机功率。主运动消耗的切削功率Pc＝Fcυc/60×10-3（kW）机床电机功率PE=Pc／ηm（ηm＝0.75～0.85）。3．切削功率三、影响切削力的因素1.工件材料影响较大的因素主要是工件材料的强度、硬度和塑性。材料的强度、硬度越高，则屈服强度越高，切削力越大。在强度、硬度相近的情况下，材料的塑性、韧性越大，则刀具前面上的平均摩擦系数越大，切

4、削力也就越大。2.切削用量进给量f和背吃刀量ap进给量f和背吃刀量ap增加，使切削力Fc增加。切削速度在5～20m/min区域内增加时，积屑瘤高度逐渐增加，切削力减小；切削速度继续在20～35m/min范围内增加，积屑瘤逐渐消失，切削力增加；在切削速度大于35m/min时，由于切削温度上升，摩擦系数减小，切削力下降。一般切削速度超过90m/min时，切削力无明显变化。在切削脆性金属工件材料时，因塑性变形很小，刀屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度υc对切削力Fc无明显的影响。在实际生产中，如果刀具材料和机床性能许可，采用高速切削，既能提高生产效率，

5、又能减小切削力。切削速度υc前角的影响:γo↑→切削变形↓→切削力↓。（塑性材料）主偏角的影响：Kr↑→Fp↓,Ff↑3.刀具几何参数kr1Kr’kr2FpFf4.刀具磨损5.切削液6.刀具材料刀具材料与被加工材料间的摩擦系数，影响到摩擦力的变化，直接影响着切削力的变化。第四节、切削热和切削温度（一）、切削热的产生与传导金属切削过程的三个变形区就是产生切削热(cuttingheat)的三个热源：1)切屑变形所产生的热量，是切削热的主要来源；2)切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量；3)工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热量。切削热向切屑、工件、

6、刀具以及周围的介质传导，使它们的温度上升，从而导致切削区内的切削温度(cuttingtemperatures)上升。用高速钢车刀及与之相适应的切削速度切削钢料时，切削热传出的比例是：切屑传出的热约为50%～86%；工件传出的热约为40%～10%；刀具传出的热约为9%～3%；周围介质传出的热约为1%。（二）、切削温度对切削加工过程的影响1.对刀具材料的影响高速钢刀具材料的耐热性为600℃左右，超过该温度刀具失效。硬质合金刀具材料耐热性好，在高温800～1000℃时，强度反而更高，韧性更好。因此适当提高切削温度，可防止硬质合金刀具崩刃，延长刀具寿命。

7、2.对工件尺寸精度的影响车削工件外圆时，工件受热膨胀，切削后冷却至室温，尺寸变小，特别是在精加工和超精密加工时，切削温度的变化对工件尺寸精度的影响特别大，因此控制好切削温度，是保证加工精度的有效措施。（三）、影响切削温度的因素1.工件材料材料的强度、硬度越高，则切削抗力越大，消耗的功越多，产生的热就越多；导热系数越小，传散的热越少，切削区的切削温度就越高。切削脆性材料时，由于塑性变形很小，崩碎切屑与前刀面的摩擦也小，产生的切削热较少。热处理状态不同，切削温度也不相同。2.切削用量切削速度对切削温度的影响最大，背吃刀量对切削温度的影响最小。3.刀具

8、几何参数4.刀具磨损5.切削液1)前角γo↑→塑性变形和摩擦↓→切削温度↓。但前角不能太大，否则刀具切削部分的锲角过小，容热、散热体积减