刀具材料不同时，切屑与刀具间的摩擦状态也不同，从而影响切削力。如用 YT 硬质合金刀具切削钢料比用高速钢刀具切削， F c 约降低 5 ～ 10% 。
使用适宜的切削液可降低切削力。刀具后刀面磨损大 , 切削力也增加。刀具具有负倒棱时 , 切削变形增大，切削力也增大。
例 2-1 用 YT15 硬质合金车刀纵车 σ b =0.588GP a 的热轧钢外圆 , 切削速度 v c=100m/min, 背吃刀量 a p= 4mm, 进给量 f = 0.3mm/r 。车刀几何参数 γ 0 =10 ° 、
κ r =75 ° 、 λ s = -10 ° 、 r ε = 0.5mm, 求切削分力 F c、 F P、 F f 。
解： 根据式（ 2-4）、式（ 2-5）、式（ 2-6）及表 2-1得切削力公式：
F c=9.81×270×4×0.3 0.75×100 -0.15K fc
F p=9.81×199×4 0.9× 0.3 0.6×100 -0.3K fp
F f=9.81×294×4× 0.3 0.5×10 -0.4K ff
切削力修正系数 K fc 、 K fp 、 K ff是各种因素对切削力的修正系数的乘积。如由表 ,由表 2-5、表 2-6查得：
( 查高速钢代入 )
于是得：
KFc = 0.7537； KFp = 0.5509 ； KFf = 0.7822
代入上式切削力计算公式得
Fc = 1620(N) FP = 456.7(N) Ff = 783.32(N)
例 2-2 用硬质合金 YT15车刀车削调质 40Cr工件外圆，车刀的主要几何角度为γ0 =15o、κ r =75o、λ s =0o；切削用量为 a p= 3mm,f= 0.35mm/r,v c=95/min,求主切削力 Fc 。
解： 用单位切削力方法求主切削 Fc
Fc =kcapfKfkc
查表 2-2 得kc= 0.971962N/mm2
查表 2-3 得 Kfkc=
Fc = 1962×3×0.35×0.97 =1998.3(N)
表 2-6 加工钢及铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数
参数
刀具材料
修正系数
名称
数值
名称
切削力
Fc
Fp
FF
主偏角
κr ( ° )
30
硬质合金
KKrF
1.08
1.30
0.78
45
1.0
1.0
1.0
60
0.94
0.77
1.11
75
0.92
0.62
1.13
90
0.89
0.50
1.17
30
高速钢
1.08
1.63
0.7
45
1.0
1.0
1.0
60
0.98
0.71
1.27
73
1.03
0.54
1.51
90
1.08
0.44
1.82
前角
γ 0 ( ° )
-15
硬质合金
K roF
1.25
2.0
2.0
-10
1.2
1.8
1.8
0
1.1
1.4
1.4
10
1.0
1.0
1.0
20
0.9
0.7
0.7
12 ~15
高速钢
1.15
1.6
1.7
20~25
1.0
1.0
1.0
刃倾角
λ s ( ° )
+5
硬质合金
K λ sF
1.0
0.75
1.07
0
1.0
1.0
-5
1.25
0.85
-10
1.5
0.75
-15
1.7
0.65
刀尖圆弧半径
r ε / mm
0.5
高速钢
K r ε F
0.87
0.66
1.0
1.0
0.93
0.82
2.0
1.0
1.0
3.0
1.04
1.14
5.0
1.1
1.33
表 2-7 切削热传出比例
媒体
切屑
工件
刀具
周围介质
车削
50% ~86%
40% ~10%
9% ~3%
1%
钻削
28%
52.5%
14.5%
5%
三、切削温度及其主要影响因素
切削温度是切削过程中的又一基本物理现象。切削温度的变化，能改变工件材料的性能，影响积屑瘤的产生和消失，以及影响已加工表面质量。因此认识它的变化规律，具有重要的实用意义。
（一）切削热的产生与传出
如图 2 — 24 所示，在三个变形区中 ，因变形和磨擦所作的功绝大部分都转化成热能。
切削区域产生的热能通过切屑、工件、刀具和周围介质传出。切削热传出时由于切削方式的不同，工件和刀具热传导系数的不同等，各传导媒体传出的比例也不同。表 2 — 7 为切削热在车削和钻削时各传热媒体切削热传出的比例。
（二）切削温度的分布
切削温度一般指切削区域的平均温度。切削温度的分布指切削区域各点温度的分布（即温度场）。
图 2 -25a 为切削钢时所测得的正交平面内的温度分布； b 是车削不同材料时，前、后刀面上温度分布情况。从图中可以看出：
（ 1 ）前刀面上的最高温度不在切削刃上，而距离切削刃有一段距离；
（ 2 ）温度分布不均匀，温度梯度大。工件材料塑性大，分布较均匀，反之，工件材料脆性大，分布不均匀。
（三）切削温度的主要影响因素
1. 工件材料的影响
工件材料的强度、硬度高，导热率低，高温下的强度、硬度高，都会使变形功增加，使切削温度升高。切削脆性材料，因变形小，摩擦小，故其切削温度较低。如图 2-26 所示。
2. 切削用量的影响
（ 1 ）背吃刀量 a p a p 对切削温度的影响很小。背吃刀量 a p 增加，产生的热量按比例增加。 a p 增大一倍，切削宽度 b D 也增加一倍，刀具的传热面积也增大一倍，改善了刀头的散热条件，切削温度只是略有提高。
（ 2 ）进给量 f f 对切削温度的影响比 a p 大。进给量 f 增加，产生的热量增加。虽然 f 增加使 切削厚度 h D 增加，切屑的热容量增大，切屑能带走较多的热量，但由于切削宽度 b D 不变，刀具散热面积未按比例增加，刀具的散热条件未得到改善，所以切削温度会升高。
由以上分析可知，为控制切削温度，应采用宽而薄的切削层剖面形状有利。
（ 3 ）切削速度 v c v c 对切削温度的影响最大。切削速度增加，变形功与摩擦转变的热量急剧增多，虽然切屑带走的热量也相应增多，然而刀具传热的能力无什么变化，切削温度显著提高。
因此切削用量三要素中，控制切削速度 v c 是控制切削温度最有效的措施。图 2-27 所示是 v c 、 f 、 a p 对切削温度的影响。
3. 刀具几何参数的影响
（ 1 ）前角 γ 0 γ 0 增大，切削刃锋利，切屑变形小，前刀面摩擦减小，产生的热量减小，所以切削温度随 γ 0 增大而降低。但前角过大时，由于刀具楔角变小，刀具散热体积减少，切削温度反而会提高。图 2-28 所示为前角与切削温度的关系。
（ 2 ）主偏角κ r κ r 减小，在 a p 不变的条件下主切削刃工作长度增加，散热面积增加，因此切削温度下降。图 2-29 所示为主偏角与切削温度的关系。
（ 3 ）刀尖圆弧半径 r ε r ε 增大，平均主偏角减小，切削宽度 b d增加，散热面积增加，切削温度降低。
4. 其它影响因素
选择合适的冷却液能带走大量的切削热，从而降低切削温度。从导热性能看水溶液的冷却性能最好，切削油最差。切削液本身温度愈低，降低切削温度的效果愈明显。
