表2.1 硬质合金外圆车刀切削常用金属时单位切削力和单位切削功率(f=0.3mm/r)加工材料名称碳素结构钢牌号A34540Cr合金结构钢不锈钢灰铸铁4540Cr1CR18Ni9TiHT20-40淬火回火退火调质制造热处理状态热轧或正火硬度(HB)134~137187212229285170~179170γ0=20°其余同上前刀面无卷槽其余同上前刀面无卷槽其余同上ap=2~10mmf=0.1~0.5mm/rvc=70~80m/min实验条件车刀几何参数γ0=15°kr=75°λs=0°br1=0前刀面带卷屑切削用量范围单位切削力P(N/mm2)18841962196223052305245311181344单位切削功率1P[kW/(mm3.s?)]ap=1~5mmf=0.1~0.5mm/rvc=90~105m/min1884x10?61962x 10?61962x10?62305x10?62305x 10?62453x10?61118x10?61344x10?6可锻铸铁KT30-6退火170表2.2 进给量f对单位切削力或单位切削功率的修正系数Kfp、Kfpsf0.10.150.20.251.030.31.00.350.970.40.960.450.940. 50.9250.60.9Kfp.Kfps1.181.111.062.1.2.4 切削力的变化规律影响切削力的因素主要有四个方面:工件材料、切削用量、刀具几何参数及其它方面的因素。(1)工件材料的影响工件材料是通过材料的剪切屈极强度τs、塑性变形、切屑与刀具间摩擦系数μ等条件影响切削力的。从表2.1中可以反映出不同材料对切削力的影响程度。(2)切削用量的影响
①背吃刀量和进给量
背吃刀量ap和进给量f增大,分别使切削宽度bD、切削厚度hD增大因而切削层面积AD增大,故变形抗力和摩擦增加,而引起切削力增大。但是ap和f增大后,它们分别使变形和摩擦增加的程度不同。②切削速度
加工塑性金属时,切削速度vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样,它们都是积屑瘤与摩擦的作用造成的。
以车削45钢为例,由图2.20可知:
图2.20 切削速度vc对切削力Fz影响
在低速到中速范围内(5~20m/rain),随着速度vc的提高,切削变形减小,故主切削力Fz逐渐减小;中速时(20m/min左右),变形值最小,Fz减至最小值;超过中速,随着速度vc的提高,切削变形增大,故Fz逐渐增大。
在更高速度范围内(vc>35m/min),切削变形随着速度增加而减小,故切削力Fz逐渐减小而后达到稳定。