华南理工大学机械制造技术基础第二章 金属切削过程的基本规律及其应用

表2.1 硬质合金外圆车刀切削常用金属时单位切削力和单位切削功率（f＝0.3mm/r）加工材料名称碳素结构钢牌号A34540Cr合金结构钢不锈钢灰铸铁4540Cr1CR18Ni9TiHT20－40淬火回火退火调质制造热处理状态热轧或正火硬度（HB）134～137187212229285170～179170γ0＝20°其余同上前刀面无卷槽其余同上前刀面无卷槽其余同上ap＝2～10mmf＝0.1～0.5mm/rvc＝70～80m/min实验条件车刀几何参数γ0＝15°kr＝75°λs＝0°br1＝0前刀面带卷屑切削用量范围单位切削力P（N/mm2）18841962196223052305245311181344单位切削功率1P[kW/(mm3.s?)]ap＝1～5mmf＝0.1～0.5mm/rvc＝90～105m/min1884x10?61962x 10?61962x10?62305x10?62305x 10?62453x10?61118x10?61344x10?6可锻铸铁KT30－6退火170表2.2 进给量f对单位切削力或单位切削功率的修正系数Kfp、Kfpsf0.10.150.20.251.030.31.00.350.970.40.960.450.940. 50.9250.60.9Kfp.Kfps1.181.111.062.1.2.4 切削力的变化规律影响切削力的因素主要有四个方面：工件材料、切削用量、刀具几何参数及其它方面的因素。（1）工件材料的影响工件材料是通过材料的剪切屈极强度τs、塑性变形、切屑与刀具间摩擦系数μ等条件影响切削力的。从表2.1中可以反映出不同材料对切削力的影响程度。(2)切削用量的影响

①背吃刀量和进给量

背吃刀量ap和进给量f增大，分别使切削宽度bD、切削厚度hD增大因而切削层面积AD增大，故变形抗力和摩擦增加，而引起切削力增大。但是ap和f增大后，它们分别使变形和摩擦增加的程度不同。②切削速度

加工塑性金属时，切削速度vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样，它们都是积屑瘤与摩擦的作用造成的。

以车削45钢为例，由图2.20可知：

图2.20 切削速度vc对切削力Fz影响

在低速到中速范围内(5～20m／rain)，随着速度vc的提高，切削变形减小，故主切削力Fz逐渐减小；中速时(20m／min左右)，变形值最小，Fz减至最小值；超过中速，随着速度vc的提高，切削变形增大，故Fz逐渐增大。

在更高速度范围内（vc＞35m/min），切削变形随着速度增加而减小，故切削力Fz逐渐减小而后达到稳定。