机械制造技术第3章

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1、1.4切削力与切削功率1.4.1切削力来源、切削合力及其分解、切削功率切削力来源于三个方面(1)克服被加工材料弹性变形抗力；(2)克服被加工材料塑性变形抗力；(3)克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。切削合力：一般为空间力，可分解为三个方向的切削分力轴向分力：一般较小；径向分力：一般较小，当工件的刚度较差时（如车削细长轴）对工件的加工精度影响较大；主切削力：三个分力中为最大，消耗大部分机床电机的功率，是设计机床和刀具的主要参数。根据实验，当=45°，=0°和≈15°时，和之间有以下近似关系：消耗在切削过程中的切削功率称为切削功率。切削功率为力和所消耗

2、的功率之和，因方向没有位移，所以不消耗功率。于是：在切削力的计算公式中，右侧的第二项是消耗在进给运动中的功率，它相对于所消耗的功率很小，一般为1％～2％，因此可以略去不计，则：1.4.2切削力的测量1.4.3切削力的经验公式主切削力径向力轴向力式中：系数，由被加工的材料性质和切削条件所决定背吃刀量对切削力影响指数进给量对切削力影响指数计算条件与实验条件不同时各种因素对切削力的修正系数的积切削速度对切削力影响指数计算车削切削力的指数公式中的系数和参数例：用YTl5硬质合金车刀车削工件外圆，纵车=0.637GPa的结构钢，车刀几何参数为：=45°，=10°，=0°,切削用量为4mm，=0.

3、4mm／r，=1.7m/s。查表1-2，将系数和指数代入切削功率为：1.5切削热和切削温度1.5.1切削热的来源与传导切削热来源：一是切削层金属发生弹性和塑性变形所消耗的能量；二是切屑与前刀面、工件与后刀面间产生的摩擦热。剪切区变形功形成的热、切屑与前刀面摩擦功形成的热、已加工表面与后刀面摩擦功形成的热分别传入切屑、刀具、工件和周围介质1.5.2切削温度的测量切削温度的测量方法很多，大致可分为热电偶法、辐射温度计法以及其它测量方法。目前应用较广的是自然热电偶法和人工热电偶法。1.5.3影响切削温度的因素1、切削用量的影响切削用量是影响切削温度的主要因素，切削用量ap、f和vc增大，切削

4、温度增加，其中切削速度vc对切削温度影响最大，进给量f次之，切削深度ap影响最小，4、刀具磨损的影响3、刀具角度的影响2、工件材料的影响5、切削液的影响1.5.4切削液1切削液的作用(1)冷却作用切削液的冷却作用主要靠热传导带走大量的切削热，从而降低切削温度，提高刀具寿命；减少工件、刀具的热变形，提高加工精度；降低断续切削时的热应力，防止刀具热裂破损等。(2)润滑作用——边界润滑原理使用切削液后，切屑、工件与刀面之间形成完全的润滑油膜，成为流体润滑摩擦，此时摩擦系数很小；实际情况是属于边界润滑摩擦，其摩擦系数大于流体润滑，但小于干摩擦。(3)洗涤与防锈作用浇注切削液能冲走在切削过程中留

5、下的细屑或磨粒，从而能起到清洗、防止刮伤加工表面和机床导轨面的作用。2常用切削液及其选用(1)水溶液就是以水为主要成分并加入防锈添加剂的切削液，常用于精车、精铣和铰孔等。(2)切削油切削油主要起润滑作用。有10号和20号机油、轻柴油、煤油、豆油、菜油和蓖麻油等矿物油和动、槽物油。普通车削、攻丝——机油；精加工有色金属和铸铁——煤油或煤油与矿物油的混合物普通孔或深孔精加工——煤油或煤油与机油的混合油螺纹加工——蓖麻油或豆油(3)乳化液应用较广。由水+乳化剂（蓖麻油、油酸或松脂）+油混合浓度低的乳化液主要起冷却作用，用于粗加工和磨削；浓度高的乳化液，主要起润滑作用，用于精加工。思考题1.1

6、4切削合力为什么要分解成三个分力？试分析各分力的作用？1.15简述影响切削温度的主要因素有哪些？1.16常用切削液有哪几种？各有何作用？