切削力分析：主切削力、背向力与进给力

"该资料是一份关于切削力的详细讲义，主要讲解了切削力的来源、分类、计算以及测量方法。" 在机械加工领域，切削力是理解和优化工艺过程的关键因素。切削力包括切削合力、主切削力、背向力和进给力等几个组成部分。这些力的大小和方向对刀具设计、机床选择以及加工精度都有着直接影响。 首先，切削力主要来源于两个方面：一是切削层金属、切屑和工件表面层金属在弹性变形和塑性变形中产生的抗力；二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。为了便于分析，通常将切削力F分解为三个分力： 1. 主切削力Fz（Fc）：它垂直于切削速度Vc的方向，是计算车刀强度、设计机床零件和确定机床功率的基础。Fc的大小直接影响到机床的负载能力和刀具的磨损。 2. 背向力Fy（Fp）：在切削平面Pr内，与切削方向f垂直。Fp影响工件的挠度，与加工精度有关，同时也容易导致切削过程中的振动。 3. 进给力Fx（Ff）：同样在切削平面Pr内，但与f方向平行且相反，是设计进给机构和计算车刀进给功率的关键依据。 切削合力F可以由这三个分力的矢量合成得出，遵循三角函数关系。一般来说，Fc是最大的，Fp和Ff相对较小。根据经验公式，Fp大约占Fc的15%到70%，Ff约占10%到60%。切削功率Pc可以通过切削力和工作速度来计算，并结合机床的传动效率来选择合适的电机功率。 单位切削力Kc是衡量切削力的重要参数，它可以用于计算主切削力Fc。Kc的值通常依赖于切削条件，如刀具类型、工件材料和切削参数等。此外，讲义还提到了几种切削力的测量方法，包括机械式、液压和电气测力仪，这些设备能够通过应变仪、记录仪和电讯号来检测和记录切削过程中的力值。 最后，切削力的理论公式基于材料力学，考虑了切削刃的几何形状、切削深度、进给量等因素。通过n—金属材料的强化系数，可以更精确地预测和计算切削力。 这份讲义深入浅出地介绍了切削力的相关知识，对于理解和优化机械加工过程具有重要的实践指导意义。