數控銑（xǐ）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（liào）產生（shēng）變形成為切屑所需要的力稱為切削力。切削力是計算切削功率（lǜ）、設計刀具、機床和機床夾具（jù）以及製定切削用量的重要依據。在自動化生產中，還（hái）可通過切削力來監控切削過程和刀具的工（gōng）作（zuò）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。切削力的來源，一方麵是在切屑形成過程（chéng）中，彈性變形（xíng）和塑性變形產生的（de）抗（kàng）力；另一（yī）方麵（miàn）是切屑和刀具前刀麵之間的摩（mó）擦阻力及工（gōng）件和刀具（jù）後刀（dāo）麵之間的摩擦阻力。

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

（1）主切（qiē）削力Fc是總切削力F在主（zhǔ）運動方向上的投影，其方向垂（chuí）直於基麵。Fc是計算機床功率、刀具（jù）強度以（yǐ）及夾具設計（jì）、選擇切削用量（liàng）的重要依據。Fc可以用經驗公式，也可以用單位切削力kc、(單位為N/mm）進行計算（suàn）：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。它是影響工件變形、造成係統振動（dòng）的主要因（yīn）素。

（3）進給力Ff是總切削力（lì）給F在進給運（yùn）動方向上的切削分力。它是設（shè）計、校核機床進給（gěi）機構和（hé）計算機床進給功率的主（zhǔ）要依據。

切削（xuē）力，是（shì）總（zǒng）切削（xuē）力F分解為Fc與FD，FD又分解為Fp與Ff，它們的（de）關係為Ff=FDsinkr；Fp=FDcoskr。

3、數控銑床切削功（gōng）率。切削（xuē）功率（lǜ）是指切削力在（zài）切削過程中（zhōng）所消粍的功（gōng）率，用pm表示，單位為kW。在車削外圓時，它（tā）是主（zhǔ）切削力Fc與進給力Ff消耗功率之和，由於進（jìn）給力Ff消耗功率所占比（bǐ）例很小（僅為1%5%），故一般Ff消耗的功率可忽略不（bú）計，且Fp不做功，於是得出Pm=Fcυc×10式中，Fc是主切削力（N）；υc是切削速度（m/s）。

考慮機床的傳動效率，由切（qiē）削功率（lǜ）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（kòng）銑床影響切削力的（de）主要因素

1、數控銑（xǐ）床工件（jiàn）材料的影響。工件材料的強度、硬（yìng）度越高，雖然切削變形略（luè）有減小，但總的切削力力還是增大的。加工強度、硬度相近的材料，塑性大（dà），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（qiē）屑與刀具前刀麵摩擦小，故切削力較小。

2、數控銑床切削用量的影響（xiǎng）

（1）背（bèi）吃刀量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加大一倍（bèi）時，主切削力隻增大68%～86%。因此，在切削加工中，如果從主切削力（lì）和切削功率來考慮，加（jiā）大進給量比（bǐ）加大背吃刀量有利。

（2）切削（xuē）速度υc。用YT15硬質合金車刀加工45鋼（ap=4mm，f=0.3mm/r）時切（qiē）削速度對切削（xuē）力（lì）的影響曲線。切削塑性金屬時，在積（jī）屑瘤區，積屑瘤的生長能使刀具實際前角增大，切屑變形減小，切削力減小；反之，積屑（xiè）瘤的減小使切削力增大。無積屑瘤時，隨著切削速（sù）度υc提高，切削溫度增高，前刀麵摩擦減小，變形減小，切削力減小（xiǎo），因此生產（chǎn）中常用高（gāo）速切削來提高生產（chǎn）率。切削脆（cuì）性金屬時，υc增加（jiā），切削力略有減小。

3、數（shù）控（kòng）銑床刀具幾何參數的影響

（1）前角（jiǎo）。前角對切削力影響最大。當切削塑性金屬時，前角增大，能使被切層材料所受擠壓變（biàn）形和摩擦減小，排屑順暢，總切削力減小；當（dāng）切削脆性金屬時，前角對切削力影響不明顯。

（2）負倒棱。在鋒利的（de）切削刃上磨出負倒棱，可（kě）以提高（gāo）刃口強（qiáng）度，從而提高刀具使用壽命，但此時被切削（xuē）金屬的變（biàn）形加（jiā）大，使（shǐ）切削力增加。

（3）主偏（piān）角。主偏角對切削力的（de）影響主要是通過切削厚度和刀尖圓弧曲線長度（dù）的變化來影響變（biàn）形，從而影響切削力的。主偏角對（duì）主切削力（lì）Fc的影（yǐng）響較小，但對背向力Fp和進給力Ff的比例影響明顯。F'D為工件對刀具的反推力（lì），由於F'p=F'Dcoskr，F'f=F'dsinkr，增大主偏角kr，會使（shǐ）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選較大主偏角。

4、其（qí）他因素的影響。刀具、工件材料之（zhī）間的摩擦（cā）因

在（zài）同（tóng）樣的切削條件（jiàn）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（xuē）過程中使用切削液，可以降低切削力，並且切削液的潤滑性能越高，切（qiē）削（xuē）力的降低越顯著。刀具後刀麵磨損越嚴重，摩擦越劇烈，切削力越大。