1.切削力的构成与分解
刀具在切削工件时，必须克服材料的弹性、塑性变形抗力，克服刀具与工件及刀具与切屑之间的摩擦力，才能切下切屑。这些抗力构成了实际的总切削力。
在切削过程中，总切削力使工艺系统（机床-工件-刀具）变形，影响加工精度。总切削力还直接影响切削热的产生，并进一步影响刀具磨损和寿命，以及工件加工精度和表面质量。总切削力又是设计和使用机床、刀具、夹具的重要依据。
图1-20 车削时总切削力的分解
实际加工中，总切削力的方向和大小都不易直接测定，也没有直接测定的必要。为了适应设计和工艺分析的需要，一般不直接研究总切削力，而是研究它在一定方向上的分力。
以车削外圆为例，总切削力F一般常分解为以下3个互相垂直的分力，如图1-20所示。
（1）切削力Fc。切削力Fc是总切削力F在主运动方向上的分力，大小约占总切削力的80%～90%。Fc消耗的功率最多，约占机床总功率的90%左右，是计算切削功率、校核机床主传动系统零件和刀具强度及刚度的主要依据。当Fc过大时，可能使刀具损坏或使机床发生“闷车”现象。
（2）进给力Ff。进给力Ff是总切削力F在进给运动方向上的分力，是设计和校验进给机构所必需的数据，进给力也作功，但只消耗机床总功率的1%～5%。
（3）背向力Fp。背向力Fp是总切削力F在垂直于工作平面方向上的分力。因为切削时这个方向上的运动速度为0，所以Fp不消耗功率。但它一般作用在机床、夹具、工件、刀具组成的工艺系统中刚度较弱的方向上，容易使工件变形，甚至可能产生振动，影响工件的加工精度及已加工表面质量。因此，应当设法减小或消除背向力Fp的影响。
由图1-20可知，3个切削分力与总切削力F之间有如下关系
2.切削力的估算
切削力的大小是由很多因素决定的，如工件材料、切削用量、刀具角度、切削液和刀具材料等。在一般情况下，对切削力影响比较大的是工件材料和切削用量。
切削力的大小可用经验公式来计算。例如车削外圆时，计算切削力Fc的经验公式为
式中：CFc——与工件材料、刀具材料及切削条件等有关的系数；(www.xing528.com)
aP——背吃刀量，mm；
f——进给量，mm/r；
xFc、yFc——指数；
KFc——切削条件不同时的修正系数。
经验公式中的系数和指数，可从相关手册中查出。例如用γo=15°、κr=75°的硬质合金车刀车削结构钢件外圆时，CFc=1 609，xFc=1，yFc=0.84。指数xFc比yFc大，说明背吃刀量aP对Fc的影响比进给量f对Fc的影响大。
生产中，常用切削层单位面积切削力kc来估算切削力Fc的大小。因为kc是切削力Fc与切削层公称横截面积AD之比，所以
Fc=kcAD=kcbDhD≈kcaPf
式中：kc——切削层单位面积切削力，MPa，其值可从有关资料中查出；
bD——切削层公称宽度，mm；
hD——切削层公称厚度，mm。
3.切削功率
切削功率Pm应是3个切削分力消耗功率的总和，但背向力Fp消耗的功率为0，进给力Ff消耗的功率很小，一般可忽略不计。因此，切削功率Pm可用下式计算
Pm=10-3Fcvc
式中：Fc——切削力，N；
vc——切削速度，m/s。
机床电动机的功率PE可用下式计算式中：ηm——机床传动效率，一般取0.75～0.85。
PE≥Pm/ηm
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
