數控銑床切削力在（zài）加（jiā）工（gōng）時，生產效率低下受哪些影響？

數控銑床金屬切削時，刀具切入工件，使工件材料產生變（biàn）形成為切屑所需要的力稱為切削力（lì）。切削力是計算切削功率、設計（jì）刀具、機（jī）床和機床夾具（jù）以及（jí）製定切削用量的（de）重要依據。在自動化生產中，還可通過切削力來監（jiān）控切削過（guò）程和（hé）刀具的工作狀態。

一、數控銑床切削力及切削功率

1、數控銑床切削（xuē）力的來源。切削力的（de）來源，一方麵是在切屑形成過程中，彈性（xìng）變形和塑性變形產生的抗力；另一方麵是切屑（xiè）和刀具前刀（dāo）麵之間的（de）摩擦阻力及工件和刀（dāo）具後刀麵之間的摩擦阻力（lì）。

2、切削合力與分解。切削時的總切削力F是一個空（kōng）間力，為了便於測量（liàng）和計算，以適應機床、夾具、刀具的設計和（hé）工藝分析的需要，常將F分解為三個互相垂直（zhí）的切削分力Fc、Fp和Ff。

（1）主切削力Fc是總切削（xuē）力F在主運動方向上的投影，其方向垂直於基麵。Fc是計算機床功率、刀具強（qiáng）度（dù）以及夾具設計、選擇切削用（yòng）量（liàng）的重要依據。Fc可以（yǐ）用經驗（yàn）公（gōng）式，也可（kě）以用單位切削力kc、(單位為N/mm）進（jìn）行計算：Fc=kcAD=kchDbD=kcapf。

（2）背向力Fp是總（zǒng）切削力F在垂直於進給方向的分力。它是影響工件變形（xíng）、造成係統振動的主要因（yīn）素。

（3）進給力（lì）Ff是總切削力給（gěi）F在進給運動方向上的切（qiē）削（xuē）分力。它是設計（jì）、校核（hé）機床（chuáng）進給機（jī）構和計算機床（chuáng）進給功率的主要依據。

切削力，是總（zǒng）切削力F分解為Fc與FD，FD又分解為Fp與Ff，它們的關係（xì）為Ff=FDsinkr；Fp=FDcoskr。

3、數控（kòng）銑床切削功率。切削功率是指切削（xuē）力在切（qiē）削過程中所（suǒ）消粍的功率，用pm表示（shì），單位為kW。在車削外圓時，它是主切削力Fc與進給（gěi）力Ff消耗功率之和，由於進給力Ff消耗功率（lǜ）所占比例很小（僅為（wéi）1%5%），故一般Ff消耗的功率可忽略不計（jì），且Fp不做功，於是（shì）得出Pm=Fcυc×10式中，Fc是主切削力（N）；υc是切削速度（m/s）。

考（kǎo）慮機（jī）床的傳動效率，由切削功率Pm可求出機床電動機率PE，即PE≥Pm/式中，是機床的傳動效率，一般取0.75～0.85。

二、數控銑床影響（xiǎng）切削力的主要因素

1、數控銑床工件材料的影響

工件材料的強度、硬度越高，雖然切削變形（xíng）略有減小，但總的切削力力還是增（zēng）大的。加工（gōng）強（qiáng）度（dù）、硬度相近的材料，塑性大，則與刀具的摩擦因數也較大，故切削力增大；加工脆性材料，因塑性變（biàn）形小，切屑（xiè）與刀具前刀麵摩擦小，故切削（xuē）力較小。

2、數控銑床切削用量的影響

（1）背吃刀（dāo）量ap和進給量f。當f和ap增加時（shí），切削麵積增大，主切削力也增加，但兩（liǎng）者的影響程度不同。在車削時，當ap增大一倍時，主切削力（lì）約增大（dà）一倍；而f加大一倍時，主切（qiē）削力隻增大68%～86%。因此，在切削加（jiā）工（gōng）中，如果從主切削力和切削功率來考（kǎo）慮，加大進給量比加大背吃刀量有利。

（2）切削速度υc。用YT15硬質合金車刀加工45鋼（ap=4mm，f=0.3mm/r）時切削速度對切削（xuē）力的影響（xiǎng）曲線。切削塑性金屬時，在積屑瘤區（qū），積屑瘤的（de）生長能使刀（dāo）具實際前角增大，切（qiē）屑變形減小（xiǎo），切削力（lì）減小；反之，積屑瘤的減小使切削力增大。無積屑瘤時，隨著切削速度υc提高（gāo），切削溫度增高，前刀麵摩擦（cā）減小，變形減小，切削力（lì）減小，因此生產（chǎn）中常用（yòng）高速切削來提高生產（chǎn）率。切削脆性金屬（shǔ）時，υc增加，切削力略有減小（xiǎo）。

3、數控銑床刀具幾何參數的影響

（1）前角。前角對切削力影響最大。當切削塑性（xìng）金屬時，前角增大，能使被切層材料所受擠壓變形（xíng）和摩擦減小，排屑順（shùn）暢，總切削力（lì）減小；當切削脆（cuì）性金屬（shǔ）時，前角對切削力影響不明顯。

（2）負倒棱。在鋒利的切削刃上磨出負倒棱，可以提高刃口強度，從而提（tí）高刀具使用壽命，但此時被切削金屬的變形加（jiā）大，使（shǐ）切削（xuē）力增（zēng）加。

（3）主偏角。主偏角對切削力（lì）的影響主（zhǔ）要是通過切削厚度和刀尖（jiān）圓（yuán）弧曲線長度的變化來影響變形，從（cóng）而影響切削力的。主偏角對主切削力Fc的影響較小，但對背向力Fp和進給力Ff的比例影響明顯。F'D為工件對刀（dāo）具的反推力，由於F'p=F'Dcoskr，F'f=F'dsinkr，增大主偏（piān）角kr，會使進給力F'f增大、背向（xiàng）力F'p減小。當車削細長工件時，為減小或防止工件彎曲變形可（kě）選較大主偏角。

4、其他因素的影響。刀具、工件材料之間的摩擦因

在同樣的切削條（tiáo）件下，高速鋼刀（dāo）具切削力最大，硬質合金刀具（jù）次之，陶瓷刀具最小。在切削過程中使用（yòng）切削液，可以降低切削力，並且切削液的潤滑性能越（yuè）高，切削力的降低越（yuè）顯著。刀具後刀麵磨（mó）損越嚴重，摩擦越劇烈，切削力越大（dà）。