高速切削时切削参数对切削力的影响
影响刀具切削力的因素
影响刀具切削力的因素刀具切削力是指在加工过程中，刀具对工件的切削力大小。
刀具切削力的大小直接关系到刀具的负荷大小和切削过程的稳定性，因此，了解并控制刀具切削力是刀具设计和使用的重要环节。
刀具切削力受到以下几个因素的影响：1.材料性质：被加工材料的硬度、韧性等物理性质对切削力产生明显影响。
硬材料会增加切削力的大小，提高刀具磨损和破损的风险。
材料的韧性越高，切削力则越大。
2.切削速度：切削速度是指单位时间内刀具在工件上切削的长度。
切削速度越高，切削力一般会增加。
高速切削时，切削力容易引起振动和刀具的自激振动，对刀具稳定性造成不利影响。
3.刀具形状：刀具形状对切削力起到重要的影响。
常见的切削工具有刀片、铣刀等，不同的切削工具形状决定了其接触面积和切削力的大小。
切削刃角和刃尖圆角也会影响切削力，刀具刃角越大、刀尖越圆，切削力越小。
4.切削深度：切削深度是指切削刀具每次进给的厚度。
切削深度越大，切削力越大。
切削深度增大时，会导致刀具负荷增大，切削稳定性下降。
5.切削液：切削液的作用主要有降低切削温度、润滑减摩和冷却刀具等。
适当的切削液可以减小切削力。
6.切削机床刚度：切削机床的刚度对切削力有重要影响。
切削机床刚度越大，切削力越小。
7.切削方式：切削方式包括自由切削和弹性切削。
自由切削时，切屑容易堆积，导致切削力增大，而弹性切削时，切削力相对较小。
以上是影响刀具切削力的主要因素，这些因素相互作用，并且因切削条件的不同而产生不同影响。
了解这些因素对切削力的影响，对刀具的设计和使用以及工件的切削加工都有重要指导作用。
因此，在实际的切削加工过程中需要根据不同材料和机床的特性，合理调整切削参数和刀具结构，以减小切削力，提高切削工作效率。
同时，结合切削液的使用和刀具冷却等辅助措施，可以进一步改善切削过程中刀具的寿命和加工质量。
切削速度和切削力的关系
切削速度和切削力的关系
切削速度和切削力是切削加工中相互关联的两个重要参数。
一般来说，它们的关系可以归纳为以下几点：
1.切削速度对切削力影响较大。
当切削速度增加时，调整好其他相关参数的情况下，切削力通常也会随之增大。
这是因为高速切削会导致刀具与工件之间的反作用力增大，从而引起切削力的增加。
但是，随着切削速度的继续增加，切削力的增加幅度会逐渐减小，甚至趋于稳定。
2.切削力对切削速度影响较小。
当切削力增加时，切削速度并不会受到太大的影响。
这是因为在一定范围内，切削力的增加主要受到切削深度、进给量、材料等因素的影响，与切削速度关系相对较小。
3.刀具的选择也会影响切削力和切削速度的关系。
在不同的加工情况下，需要选择适合的刀具来适应切削速度和切削力的变化。
例如，对于高速切削应用，需要选择高速钢、硬质合金等材质较好的刀具，以确保刀具的刚度和硬度，在切削过程中能够稳定运转，降低切削力的损耗。
高速切削时切削参数对切削力的影响
高速铣削试验证明，在切削速度较低的情况下，切削力随转速的增加而升高，但达到某一临界速度值后，随着转速继续增大，切向切削分力反而下降，但最大切削功率和主轴功率利用率增大。不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。涂层刀具、LT55陶瓷刀具铣削调质45钢时的切向分力Fy，先随切削速度的增加而增加，达到临界速度后，切削速度提高，Fy下降较快，临界速度约为800m/min。其刀具参数及切削条件如下表[D高速铣削中]。
1.1.3
仅当切深增加一倍时，Y向、XY平面切削力峰值、切向力峰值、最大切削功率减和主轴功率利用率都增加基本增加一倍，切削力和切深呈线形关系。各切削分力随着切削深度的加大而成正比增加。[高速铣削时切削力研究]
1.1.4
仅当切宽减小一半时，切削力、最大切削功率、主轴功率利用率没有减小一半，Y向、XY平面切削力峰值几乎没有变化，切向力峰值、最大切削功率和主轴功率利用率也减小很少，切削力和切宽不呈线性关系。[高速铣削时切削力研究]
1.1.2
图4是切削分力随进给量的变化曲线(仿真条件：切削速度v=1000m/min，切削深度ap=0.2mm)。用硬质合金刀具高速加工45#调质钢时，各切削分力Fx、Fy、Fz都随着进给量的提高而增加，增加的趋势近似为线性。各切削分力曲线的增大速率，按由大到小的顺序排列，依次为Fy、FFz增大约42％，Fx增大仅为10％[D高速加工时]。
进给量
用硬质合金刀具高速加工45#调质钢时，各切削分力Fx、Fy、Fz都随着进给量的提高而增加，增加的趋势近似为线性。各切削分力曲线的增大速率，按由大到小的顺序排列，依次为Fy、Fz和Fx。
切削深度
当切深增加一倍时，Y向、XY平面切削力峰值、切向力峰值、最大切削功率减和主轴功率利用率都增加基本增加一倍，切削力和切深呈线形关系。各切削分力随着切削深度的加大而成正比增加。
高速切削加工的工艺特点
高速切削加工的工艺特点高速切削加工是一种先进的金属加工方法，具有以下几个主要的工艺特点：1. 切削速度高：高速切削加工的切削速度通常比传统的切削加工方法高出数倍甚至数十倍。
这是由于高速切削使用了高速切削工具和适合高速切削的加工参数，如切削速度、进给速度和切削深度等。
高速切削加工的切削速度可以达到数千米/分钟，这对于提高生产效率和缩短加工时间非常有益。
2. 切削质量高：高速切削加工的另一个显著特点是切削质量高，表面粗糙度低。
这是因为高速切削使用了高硬度、高韧性和高耐磨性的刀具材料，在高速切削下刀具磨损小，可以保持刀具的锋利度，切削力也相对较小，切屑容易破碎，减少了切削振动，从而得到更高质量的切削表面。
3. 加工精度高：高速切削加工具有很高的加工精度，通常可以达到数微米的级别。
这是由于高速切削加工的切削力小、切削热量集中，能够减小切削变形和热影响区域，从而得到更高精度的零件尺寸和形状。
4. 加工效率高：高速切削加工具有很高的加工效率，可以大大缩短加工周期。
高速切削的切削速度快、进给速度高，加工速度相对传统切削加工方法快数倍，可以实现高效率的切削。
此外，使用高速切削还可以减少切削次数，提高生产效益。
5. 节能环保：高速切削加工相较于传统切削加工方法具有较低的切削力和切削温度。
低切削力减小了机床和刀具的负荷，延长了机床和刀具的使用寿命。
低切削温度减少了切削变形和刀具磨损，减少了能源的消耗。
因此，高速切削加工具有节能环保的特点，符合可持续发展的要求。
6. 加工适应性广：高速切削加工适用于各类金属材料的加工，如铁、钢、铜、铝、合金等。
而且，对于复杂零件的加工，高速切削加工也能够发挥其优势，提高生产效率和加工质量。
总之，高速切削加工具有切削速度高、切削质量高、加工精度高、加工效率高、节能环保和加工适应性广的特点。
在现代制造业中，高速切削加工已经成为提高加工效率和改善产品质量的重要工艺方法，对于推动制造业的快速发展具有重要意义。
高速铣削参数对工件表面质量的影响
但是对高速切削机理及工艺、高速切削机床及其控制 系统等方面还 没有进 行全面而系统 的研究 ，尚处在起 步阶段 ，缺乏 全面的实用化的高速切削工艺参数数据 库 ，高速切 削所固有 的高效 高精度 的优 势在我国制造 业中没有充分体现出来 。 高速切削技术已成为先进制 造技术领域 中研究 的 前沿与热点学科之一，它能有效的提高加工效率和加 工质量。工件加工后的 表面质 量对工 件 的使用性 能 、 寿命有着重要的影响，本文通过实验， 研究高速铣削 参数对有色金属零件 已加工表面质量的影响规律 ，为 高速铣削参数的选择与优化提供依据 。 １ 高速铣削实验准备及实验方案
设想和理论探索 、高速切削机理和理论研究 、初 步应 用探索 、应用 以及逐渐成熟等 阶段 ，现 已在生产 中得 到推广应用 ］ 。尽管 目前生 产的高速切 削加工设 备能
满足部分客户 的需求 ，并在有关行业的金属切 削加工
中起着重要的作用 ， 但高速切削机理 、 工艺装备、相 关零部件 质量上 还有 大量 的工作需 要 进一 步 深 入研 究 、开发 和完善 。美 国、德 国、日本 、瑞 士 、加拿大 等国 ，一方 面不断改进高速切 削的相关设备 ；另一方 面仍在深入进行高速切 削机理 和工艺研究 ，以使 高速 切削技术更 加优质 、高效 、低耗地应用到机械加工生 产活动中去。在高速加工工艺参数选择方面 ，目 前还 没有 面向生产实用 的工艺参数 可以参考 ，其工艺规范 还很不 完善 ，对高速切削时 的切削力 、切削温度 、刀 具磨损与刀具寿命、加工表面质量与加工精度的变化 规律还需要做更加深入 的研究 和探讨 Ｊ 。 在 国内 ，高速切削 技术 的研究及 应用 起步 较晚 ， 但进入 ２ 世纪９ 年代以来已普遍引起关注。目前国 Ｏ Ｏ 内正逐步推广应用高速切削技术 ，主要在航空航天、 模具和汽车工业等领 域 ，以加 工铝合 金 和铸铁 较多 。 高速切 削机床及其控制 系统 正处在深入研究 阶段 ，目
高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理
高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理是现代制造业中的关键研究领域，它们直接影响到加工效率、产品质量以及生产成本。
本文将探讨高速切削加工工艺参数的优化以及刀具磨损机理的分析，以期为制造业提供理论指导和实践参考。
一、高速切削加工工艺参数概述高速切削加工技术是一种先进的金属切削技术，它通过提高切削速度来实现高效率和高质量的加工。
这种技术在汽车、航空、模具制造等行业中得到了广泛应用。
高速切削加工工艺参数的优化是实现高效加工的关键，包括切削速度、进给速度、切削深度、刀具材料选择等。
1.1 高速切削加工的优势高速切削加工技术具有以下优势：- 提高生产效率：由于切削速度的提高，单位时间内可以去除更多的材料，从而缩短加工时间。
- 改善加工表面质量：高速切削可以减少切削力和切削温度，从而减少加工表面的毛刺和烧伤。
- 提高加工精度：高速切削过程中的振动较小，有利于提高加工精度。
- 减少刀具磨损：高速切削可以减少刀具与工件的接触时间，从而降低刀具磨损。
1.2 高速切削加工工艺参数高速切削加工工艺参数主要包括以下几个方面：- 切削速度：切削速度是影响高速切削效率和质量的关键参数，需要根据材料特性和刀具材料进行合理选择。
- 进给速度：进给速度影响切削的连续性和表面粗糙度，需要与切削速度相匹配。
- 切削深度：切削深度影响切削力和刀具的耐用度，需要根据工件材料和刀具强度进行选择。
- 刀具材料：刀具材料的选择直接影响切削性能和刀具寿命，常见的刀具材料有硬质合金、陶瓷、石等。
二、刀具磨损机理分析刀具磨损是高速切削加工中不可避免的现象，它会影响加工质量、生产效率和刀具成本。
研究刀具磨损机理对于延长刀具寿命、提高加工效率具有重要意义。
2.1 刀具磨损的类型刀具磨损主要包括以下几种类型：- 磨料磨损：由于切削过程中工件材料中的硬质点与刀具表面接触，导致刀具表面逐渐磨损。
- 热磨损：高速切削过程中产生的高温会使刀具材料发生热软化，从而加速磨损。
切削参数s和f
切削参数s和f引言概述：切削参数s和f是在机械加工中非常重要的参数，它们对于加工质量和效率有着直接的影响。
s代表切削速度，即工件表面单位时间切削长度；f代表进给速度，即刀具单位时间切削的深度。
本文将从五个大点来详细阐述切削参数s和f的意义和影响。
正文内容：1. 切削参数s和f的定义和关系1.1 切削速度s的定义和计算方法1.2 进给速度f的定义和计算方法1.3 切削速度s和进给速度f的关系及其对加工质量的影响2. 切削参数s和f对加工表面质量的影响2.1 切削速度s对加工表面粗糙度的影响2.2 进给速度f对加工表面粗糙度的影响2.3 切削速度s和进给速度f的综合影响3. 切削参数s和f对切削力的影响3.1 切削速度s对切削力的影响3.2 进给速度f对切削力的影响3.3 切削速度s和进给速度f的综合影响4. 切削参数s和f对切削温度的影响4.1 切削速度s对切削温度的影响4.2 进给速度f对切削温度的影响4.3 切削速度s和进给速度f的综合影响5. 切削参数s和f对切削寿命的影响5.1 切削速度s对切削寿命的影响5.2 进给速度f对切削寿命的影响5.3 切削速度s和进给速度f的综合影响总结：综上所述，切削参数s和f在机械加工中具有重要的意义。
切削速度s和进给速度f的选择对于加工质量、表面质量、切削力、切削温度和切削寿命等方面都有着直接的影响。
合理选择切削参数s和f，能够提高加工效率，保证加工质量，延长刀具寿命，提高机械加工的整体效益。
因此，在实际加工中，我们应该根据具体情况合理选择切削参数s和f，以达到最佳的加工效果。
机械制造技术基础课后答案第二章
a2-1．金属切削过程有和特征?用什么参数来表示和比较？p答：金属切削过程是指刀具与工件相互作用形成切屑的过程。
在这一过程中会出现许多物理现象：如切削刀，切削热，积屑瘤，刀具磨损和加工硬化等。
切削要素包括切削用量和切削层几何参数：切削用量：1.切削速度V 2.进给量f 3.背吃刀量a切削层几何参数1.切削宽度a 2切削厚度a 3切削面积A2-2.切削过程的三个变形区各有何特点？他们之间有什么关联？答：第一变形区，﹙基本变形区﹚.变形量最大。
常用它来说明切削过程的变形情况.第二变形区，﹙摩擦变形区﹚.切屑形成后与前面之间存在压力.所以沿前面流出时必然有很大的摩擦.因而使切屑底层又一次产生塑性变形。
第三变性区﹙加工表面变形区﹚：工件已加工表面与后面接触的区域.产生加工硬化这三个变形区汇集在切削刀附近.此处的应力比较集中而且复杂.金属的被切削层就在此处与工件基本发生分离.大部分变形切屑.很小一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响。
生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？答：产生的原因：在切削速度不高而又能形成连续切屑情况下。
加工一般钢料或其它塑性材料时。
常常在道具前面粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。
在处于比较稳定的状态时。
能够代替切削刀进行切削。
影响：引起道具实际角度的变化，如可增大前角，延长道具寿命等。
积屑瘤不稳定，增大到一定程度后破碎。
容易嵌入已加工表面内，增大表面粗糙度值。
手段1.降低切削速度，使温度降低，不易粘结。
2.增加切削速度，使温度高于产生切屑瘤的温度。
3.采用润滑性比较好的切屑液。
4.增大切屑前角，有效降低铁屑和前刀面挤切。
5.适当提高工件硬度，减小加工硬化。
2-4有区别切屑形成后与前面之间存在压力。
所以沿前面流出时必有很大的摩擦，因而使切屑层又一次产生塑性变形，而一般刚体之间的滑动摩擦是两刚体之间的相对运动引起的。
2-5道具要从工件上切下金属，必须具有一定的切削速度，也正是由于切削角度才决定了道具切削部分各表面的空间位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1.1转速对切削力的影响
高速铣削试验证明，在切削速度较低的情况下，切削力随转速的增加而升高，但达到某一临界速度值后，随着转速继续增大，切向切削分力反而下降，但最大切削功率和主轴功率利用率增大。
不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。
涂层刀具、LT55陶瓷刀具铣削调质45钢时的切向分力Fy，先随切削速度的增加而增加，达到临界速度后，切削速度提高，Fy下降较快，临界速度约为800m/min。
其刀具参数及切削条件如下表[D高速铣削中]。
图4是切削分力随进给量的变化曲线(仿真条件：切削速度v=1000m/min，切削深度
ap=0.2mm)。
用硬质合金刀具高速加工45#调质钢时，各切削分力Fx、Fy、Fz都随着进给量的提高而增加，增加的趋势近似为线性。
各切削分力曲线的增大速率，按由大到小的顺序排列，依次为Fy、Fz和Fx。
当进给量加大一倍时，主切削力Fy增大约68％，Fz增大约42％，Fx增大仅为10％[D高速加工时]。
1.1.3切削深度对切削力的影响
仅当切深增加一倍时，Y向、XY平面切削力峰值、切向力峰值、最大切削功率减和主轴功率利用率都增加基本增加一倍，切削力和切深呈线形关系。
各切削分力随着切削深度的加大而成正比增加。
[高速铣削时切削力研究]
1.1.4切宽对切削力的影响
仅当切宽减小一半时，切削力、最大切削功率、主轴功率利用率没有减小一半，Y向、XY平面切削力峰值几乎没有变化，切向力峰值、最大切削功率和主轴功率利用率也减小很少，切削力和切宽不呈线性关系。
[高速铣削时切削力研究]
由表2可知，尽管刀具的螺旋角不同，但是分析得到的各个方向的切削力和功率都基本一样，在利用本算法计算时，螺旋角对切削力基本没有影响，主要是排削能力使它们在实际加工时切削能力有显著的区别。
铣削变量对切削力的影响
切削速度在切削速度较低的情况下，切削力随转速的增加而升高，但达到某一临界速度值后，随着转速继续增大，切向切削分力反而下降，但最大切削功率和主轴功率利用率增大。
不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。
进给量用硬质合金刀具高速加工45#调质钢时，各切削分力Fx、Fy、Fz都随着进给量的提高而增加，增加的趋势近似为线性。
各切削分力曲线的增大速率，按由大到小的顺序排列，依次为Fy、Fz和Fx。
切削深度当切深增加一倍时，Y向、XY平面切削力峰值、切向力峰值、最大切削功率减和主轴功率利用率都增加基本增加一倍，切削力和切深呈线形关系。
各切削分力随着切削深度的加大而成正比增加。
切削宽度切宽减小一半时，切削力、最大切削功率、主轴功率利用率没有减小一半，Y向、
XY平面切削力峰值几乎没有变化，切向力峰值、最大切削功率和主轴功率利用率也减小很少，切削力和切宽不呈线性关系。
刀具螺旋角螺旋角对切削力基本没有影响，主要是排削能力使它们在实际加工时切削能力有显著的区别。