木材切削力计算Word格式文档下载.doc

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1.1.1.1切削力和单位切削力

单位切削力是指单位切削面积A上的切削力，用p表示。

（N/mm2）

（1）

式中——切削力，N；

——切削面积，mm2；

——切削厚度，mm；

——切削宽度，mm。

已知单位切削力时，则切削力为：

（N）

（2）

单位宽度切削力是指单位切削宽度b上的切削力，用表示。

（N/mm）（3）

1.1.1.2单位切削力和切削厚度的关系

木材切削力实验研究表明，当切削厚度mm时，单位宽度切削力与切削厚度成正比，其关系可用直线AB的线性方程表示。

如图3-9。

（4）

式中——直线AB的纵截距，N/mm；

——直线AB的斜率，N/mm2,；

——切削厚度，mm。

当切削厚度mm时，单位宽度切削力与切削厚度为曲线关系，如图3-9。

通常曲线关系为：

（5）

式中——常数；

——常数。

图3-9单位切削宽度上切削厚度切削力的影响关系

实际上，以直线BD取代曲线，近似的表明切削厚度mm时的单位宽度切削力与切削厚度的关系。

实验数据表明，当切削厚度等于零时，单位宽度切削力为0.2（N/mm）。

也就是直线BD的纵截距为0.2。

因此，直线BD的方程为：

（6）

可见，单位切削力和单位切削厚度的关系为：

（1）当切削厚度mm时，其关系为：

（7）

（2）当切削厚度mm时,其关系为：

（8）

因为切削厚度等于零时，刀具后刀面对木材有部分切削力，其单位切削力为：

（9）

1.1.1.3单位切削力和刀具磨损变钝的关系

在实际切削过程中，刀具磨损变钝对切削力的影响局限在后刀面的切削力上。

刀具磨损变钝对单位切削力的影响用刀具刃口钝化系数修正。

根据试验研究，值与刃口圆弧半径成正比。

锋利刀具刃口圆弧半径μm，对应的钝化系数=1。

此时后刀面的单位宽度切削力为：

（10）

当刀具磨损变钝后，值变大，其值在1~1.7范围内变化，后刀面的切削力也相应变化，即：

（11）

将式（3-23）代入式（3-21）和（3-22）后，就能得出考虑刀具磨损变钝在内的单位切削力计算公式，即：

（12）

（13）

1.1.1.4其他因素与单位切削力的关系

切削角、切削速度、切削方向相对纤维方向和树种等因素也影响着单位切削力。

单位切削力公式中的两个变量和，在综合了对桦木，松木，等材种的不同切削方向的试验数据后，可按下法决定。

主要切削方向的单位切削力为:

（14）

（15）

式中——系数，部分树种系数值可查表3-2；

、、——系数，由试验数据分析得出，其大小与树种、切削方向相对纤维方向、切削速度和切削角等因素有关。

部分数据可查表3-3；

——刀具切削角，°

；

——切削速度，m/s。

当锯切速度m/s、刨削、铣削速度m/s时，切削速度以90-代入式（3-28）。

反之，代入切削速度的实际大小。

表3-2系数值[23]

树种

/（N/mm）

端向

纵向

横向

松木

4.81

1.46

0.98

桦木

5.40

1.86

1.37

麻栎

6.28

2.06

1.69

表3-3系数A、B和C值[23]

A（N/mm2）

B（N/mm2）

C（N/mm2）

横向#

0.549

0.196

0.029

0.200

0.069

0.059~0.069

19.620

5.396

0.647

0.746

0.245

0.044

0.235

0.078

0.069~0.098

22.563

6.867

0.834

0.804

0.275

0.059

0.265

0.088

0.083~0.118

25.144

7.456

0.918

注：

#表示当<

55o,B取小值；

>

55o,B取大值。

1.1.1.5单位切削力与上述所有因素的经验计算公式

所有因素与主要切削方向单位切削力的关系式如下：

（16）

（2）当切削厚度mm时，其关系为：

（17）