數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，使工件材料產生（shēng）變形成為切屑所需要的力稱為切削力。切削力是計算切削（xuē）功率、設計刀具、機床和機床夾具以及製定切削用量的（de）重要依據。在自動化生產中，還可（kě）通過切削力來監（jiān）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（xǐ）床切削力的來源。切削力的來源，一方麵是在切屑形成過（guò）程中，彈性變形和塑性變形產生的抗力；另一方麵是切屑和刀具前刀麵之間的摩擦阻力及工件和刀具後刀麵之間的摩擦阻力。

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

（1）主（zhǔ）切削力Fc是總切削力F在（zài）主運（yùn）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（jù）強度以（yǐ）及夾具設計、選（xuǎn）擇切（qiē）削（xuē）用量的重要（yào）依據。Fc可以（yǐ）用經驗公式，也可以用單位切削力kc、(單（dān）位為N/mm）進行計算：Fc=kcAD=kchDbD=kcapf。

（2）背向力Fp是（shì）總切削力F在垂直於進給方向的分力。它是（shì）影響工件變形、造成係統振（zhèn）動的主要（yào）因素。

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

切削（xuē）力（lì），是總切削力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）削力在切削過程中所（suǒ）消粍的功率，用pm表（biǎo）示，單位為kW。在車削外圓時，它是主切削力Fc與進給力Ff消（xiāo）耗功率之和，由於進（jìn）給力Ff消（xiāo）耗功率所占比例很（hěn）小（僅為1%5%），故一般Ff消耗的功率可忽略不計，且Fp不做功，於是得出Pm=Fcυc×10式（shì）中，Fc是主切（qiē）削（xuē）力（lì）（N）；υc是切削速度（m/s）。

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

二、數控（kòng）銑床影響切削力的主要因素

1、數控銑床工件材料的影響。工件材料的強度、硬度越高，雖（suī）然切削變形略有減小，但總的切削力力還是增大的。加工強度、硬度相近的（de）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，因塑性變形小，切屑與刀具前刀（dāo）麵摩擦小，故切削力較（jiào）小。

2、數控銑床切削（xuē）用量（liàng）的影響

（1）背吃刀量（liàng）ap和進給量f。當f和ap增加時，切削麵積增大，主切削力（lì）也增加，但兩者的影響程度不同。在車削時，當ap增（zēng）大一倍時，主切削力約增大（dà）一倍；而f加大一倍時，主切削力隻增大68%～86%。因此，在切削加工中，如果從（cóng）主切削力和切削功率來考慮，加大進（jìn）給量（liàng）比加（jiā）大背吃刀量有（yǒu）利。

（2）切削速度υc。用YT15硬質合金車刀加工（gōng）45鋼（ap=4mm，f=0.3mm/r）時（shí）切削速度對切削力的影響曲線。切削塑性金屬時，在積屑瘤區，積屑瘤的生長能使（shǐ）刀（dāo）具（jù）實（shí）際前角增大，切屑變形（xíng）減小，切（qiē）削力減小；反之，積屑瘤的減（jiǎn）小使切削力增（zēng）大。無積屑瘤時，隨著切削速度（dù）υc提（tí）高，切削溫度增高，前刀麵摩擦減小，變形減小，切削力（lì）減小，因（yīn）此生產中常用高速切削來提（tí）高生產（chǎn）率。切（qiē）削脆性金屬時，υc增加，切削力略有減小。

3、數控銑（xǐ）床刀具幾何參數的（de）影（yǐng）響

（1）前（qián）角。前角對切削（xuē）力影響最大。當切（qiē）削塑性金屬時，前角增大，能使被（bèi）切層材料所受擠壓變形和摩擦減小，排屑（xiè）順暢，總（zǒng）切削力減（jiǎn）小；當（dāng）切削脆性金屬（shǔ）時，前角對切削力影響（xiǎng）不明顯。

（2）負倒棱。在鋒利（lì）的切削刃（rèn）上磨出負倒棱（léng），可以提高刃口強（qiáng）度，從而提高刀具使用壽（shòu）命，但此時被切削金屬的變形加大，使切削力增加。

（3）主偏角。主偏角（jiǎo）對（duì）切削力的影響主要（yào）是通過切削厚度和刀（dāo）尖圓弧曲線長（zhǎng）度的變（biàn）化來（lái）影響變（biàn）形，從而影響切削（xuē）力的。主偏（piān）角對（duì）主切削力Fc的影響（xiǎng）較小，但對背向力Fp和進給力Ff的比例（lì）影響明顯。F'D為（wéi）工（gōng）件對刀具（jù）的反推力，由（yóu）於（yú）F'p=F'Dcoskr，F'f=F'dsinkr，增大（dà）主偏角（jiǎo）kr，會使（shǐ）進給力F'f增大、背向力F'p減小。當車削細長工件時，為減小或防止（zhǐ）工件彎曲變形可選較大主偏角。

4、其他因素的影（yǐng）響。刀具、工件（jiàn）材料之間（jiān）的摩擦因

在同樣（yàng）的切削條件下，高速鋼刀具切削力最大，硬質合金刀具次之，陶瓷刀具最小。在切削過程（chéng）中使用切削液，可以降低切（qiē）削力，並且切削液的（de）潤滑性能越高，切削力的（de）降低（dī）越顯著。刀具後刀麵磨損越嚴重，摩擦（cā）越劇烈，切（qiē）削力越大。