切削力分析：测量方法与影响因素

"切削力的测量-超好用的刀具讲义" 本文详细阐述了切削力的相关知识，包括其来源、分类、测量方法以及切削功率的计算。切削力是金属切削加工中的关键参数，它直接影响着刀具寿命、工件精度和机床性能。 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的弹性变形和塑性变形产生的抗力；二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。切削力可以分解为三个分力：主切削力Fz（Fc），垂直于切削速度方向，是设计机床和确定所需功率的主要依据；背向力Fy（Fp），在切削平面内，与进给方向垂直，影响工件的挠度和振动；进给力Fx（Ff），在切削平面内，与进给方向相反，用于设计进给机构和计算进给功率。 切削合力F的分解可以用向量表示，主切削力Fc通常最大，而背向力Fp和进给力Ff相对较小，它们之间的比例关系为：Fp约为0.15到0.7Fc，Ff约为0.1到0.6Fc。切削功率Pc可以通过切削力和切削速度来计算，是选择电机功率的重要参考。单位切削力Kc则反映了单位面积上的主切削力，对于不同材质和刀具，Kc的值会有所不同。 切削力的测量原理主要包括机械式、液压和电气测力仪。机械式通过物理变形来测量，液压测力仪利用流体压力变化，而电气测力仪如电阻、电感、电容和压电式仪表则通过电信号的变化来获取数据。这些测量系统通常包括应变仪、记录仪和信号放大器，以确保测量的准确性和实时性。 此外，文章还提到了切削力的理论公式，该公式基于材料力学和假设切削刃绝对锋利的情况。通过金属材料的强化系数n和其他几何参数，可以计算出理论上的切削力。这在优化工艺参数和设计刀具时具有指导意义。 理解切削力及其测量方法对于优化金属切削过程至关重要，能够帮助工程师更好地控制加工质量、提高生产效率和降低生产成本。