數（shù）控銑床切削力在加工時，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（chǎn）生變形成為切屑所需要的力稱為切削（xuē）力。切削力是計算切削功（gōng）率、設計（jì）刀具、機床和機床夾具以及製定切削用量的重要依據。在自（zì）動化生產中，還（hái）可通過切削力來監控切削過程和刀具的工作狀態。

一、數控銑床切削力及切削（xuē）功率

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

2、切削合力與分解。切削時的總切削力F是一個空（kōng）間（jiān）力，為了便於測量和計（jì）算，以適應機（jī）床、夾（jiá）具、刀具的設計和工藝分析的（de）需要，常將F分解（jiě）為三（sān）個互（hù）相垂直的切削分力Fc、Fp和Ff。

（1）主切削力Fc是總切削力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（lǜ）、刀具強度以及夾具設計（jì）、選擇切削（xuē）用量（liàng）的（de）重要依據。Fc可以用經驗（yàn）公式，也可以用單位切削力kc、(單位為N/mm）進行計算：Fc=kcAD=kchDbD=kcapf。

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

（3）進給力Ff是總切削（xuē）力給F在進給運動方向上的切削分力。它是設計、校核機床進給（gěi）機構和計算機床進給（gěi）功率的主要依據。

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

3、數控銑床切削功率。切削功率是指切（qiē）削力在切削過（guò）程中所消粍（zhé）的功率，用pm表示，單（dān）位為kW。在車削外圓時（shí），它（tā）是主切削力Fc與進（jìn）給力Ff消耗功率之和，由於進給力Ff消耗功率所占比例很小（僅為1%5%），故一般Ff消耗的功率可忽（hū）略不計，且Fp不做功（gōng），於是得出Pm=Fcυc×10式中，Fc是主切削力（N）；υc是切削速度（m/s）。

考慮機床（chuáng）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（shì）中，是機床的傳動效率，一般取0.75～0.85。

二（èr）、數控銑床影響切削力的（de）主要因素

1、數控銑床（chuáng）工件材料的影響

工件材料的（de）強度、硬度越高，雖然切削變形略有減小，但（dàn）總的切削力力還是增大的。加工（gōng）強度（dù）、硬度相（xiàng）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（gōng）脆性材料，因塑（sù）性變形（xíng）小，切屑與（yǔ）刀（dāo）具前刀麵（miàn）摩擦小，故切削力較小。

2、數控銑床切（qiē）削用量的影響

（1）背吃刀量（liàng）ap和進給（gěi）量f。當f和ap增加時，切削麵積增大，主切削力也增加，但兩者的影響程度不同。在車削時，當ap增大一倍時，主切削力約增大一倍；而f加大一（yī）倍時，主切削力隻增大68%～86%。因此，在（zài）切削加工中，如（rú）果從（cóng）主切削力和切（qiē）削功率（lǜ）來考慮，加大進給量比加大（dà）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（duì）切削力（lì）的影響曲線。切削塑性金屬時，在積屑瘤區，積屑瘤的生長能使刀具實際前角增大，切（qiē）屑變形減小，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（zhe）切（qiē）削速度υc提（tí）高，切削溫度增高，前刀麵摩擦減小，變形減小，切削力減小，因（yīn）此生產（chǎn）中常用高速切削來（lái）提高生產率。切削脆性金屬時，υc增加，切（qiē）削力略（luè）有（yǒu）減（jiǎn）小。

3、數控銑床刀具幾何參（cān）數的影響

（1）前角。前（qián）角對切削（xuē）力（lì）影響最大。當切（qiē）削塑性金（jīn）屬時，前角增（zēng）大（dà），能使被（bèi）切層材料所受（shòu）擠壓變形和摩擦減小，排屑順暢，總（zǒng）切削力減（jiǎn）小；當切削脆（cuì）性金屬時，前角對（duì）切削力影響不明顯。

（2）負倒棱。在鋒（fēng）利的切削刃上磨出負倒棱，可以（yǐ）提高刃口強度（dù），從而提（tí）高刀具使用壽命，但此時被切削金（jīn）屬（shǔ）的變（biàn）形加大，使切削力增加。

（3）主偏角。主偏角對切削力的影響主要是通過切削（xuē）厚度和（hé）刀尖圓弧曲線（xiàn）長（zhǎng）度的變化來（lái）影響變形，從而影響切削力的。主偏角對（duì）主切削力Fc的（de）影響（xiǎng）較小，但對背向力（lì）Fp和（hé）進給力Ff的比例影響明顯（xiǎn）。F'D為工件對刀具的反推（tuī）力，由於F'p=F'Dcoskr，F'f=F'dsinkr，增大主偏角kr，會使進（jìn）給力F'f增大（dà）、背向（xiàng）力F'p減小。當車削細長工件時（shí），為減小（xiǎo）或防止工件彎曲變形可選（xuǎn）較大（dà）主偏角。

4、其他因素的（de）影響。刀具（jù）、工（gōng）件材料之間的摩擦因

在同樣的切削條件下，高速鋼刀具切削力（lì）最大，硬質合金刀具（jù）次之，陶瓷刀具最小。在切削過程中使用切削液，可以降低切削力（lì），並且（qiě）切削液的潤滑性（xìng）能（néng）越高，切削力的降低越顯著。刀具後刀麵磨損越嚴重，摩擦越劇烈，切（qiē）削力越大。