锯床锯切力来源，锯切合力、分力及锯切功率

在锯床锯齿作用下，被切层金属、切屑和已加工表面金属层都要产生弹性变形和塑性变形。锯齿锯切切屑时，锯齿前面受到切屑的压力Fn和摩擦力Ff，锯齿后面受到工件表面的压力Fna和摩擦力Ffa，这些力的合力就是作用在刀具上的锯切合力Ff，如图1所示。

综上所述，锯切力来源于两方面:一是锯切层金属、切屑和工件表层金属的弹性变形和塑性变形所产生的抗力；二是锯齿与切屑、工件表面间的摩擦阻力。

锯切合力、分力及锯切功率

1.锯切合力与分解

锯切合力的大小和方向是变化的，很难测量。为了测量和应用方便，通常将锯切合力分解为三个相互垂直的锯切分力，如图2所示。

三个分力的作用如下:

锯切抗力Fx——沿着锯齿锯切方向的抗力。它消耗锯齿锯切过程中的主要功率，是初选锯切功率、选取带锯床电动机功率和设计带锯床传动机构的依据。

进给抗力Fz——垂直于锯齿的锯切方向。与锯齿的进给方向相反。在锯切过程中该力的变化将会引起锯齿在进给方向的振动，对锯齿的寿命有重要影响。

侧向力Fy——垂直于锯切抗力和进给抗力组成的锯切面。由于锯切过程基本都是二维锯切，斜向分齿带锯条的分齿角度较小，因此实际锯切中相比于其他两个分力该力很小，但是该力会引起带锯条在垂直于锯切平面方向的振动，容易导致带锯条在锯切过程中发生偏转。

锯切合力为

三个分力的关系随带锯齿的几何参数、材料、锯切用量和磨损情况的不同，其比例可能在较大的范围内变化。

2.单位锯切功率、单位时间内的金属切除量和锯切功率

(1)单位锯切功率是指每切除单位体积的金属材料所消耗的功率，用Pc表示。

(2)单位时间内的金属切除量是指单位时间内所切除材料的体积，是衡量锯切效率高低的一个指标，用Qc表示。如果已知单位锯切功率，则可计算出锯切功率Pc:

式中，Pc——单位锯切功率，kW·s/m㎥;

Qc——单位时间内金属切除量，mm*/s。。

对于带锯床，有

式中，b——带锯条宽度，mm;

An——带锯床的锯切效率，c㎡/min。

(3)锯切功率是指各个锯切分力消耗功率的总和，用Pc表示。在锯齿锯切过程中，沿Fy方向的速度为零，因此该方向上不消耗功率，进给速度相比于锯切速度很小，Fz消耗的功率与Fx相比很小，可忽略不计，因此锯切功率可按下式计算:

式中，Vs——锯切速度，m/s;

Fx锯切抗力，N。

用式可求带锯床电动机功率Pe为

式中，ηc——带锯床的总传动效率，一般ηc=0。7～0。75。

3。锯切力比压

锯切力比压是指单位锯切面积上的锯切抗力，用kc表示。

式中，kc——锯切力比压，工程常用单位为MPa;

Ab——当量锯齿的锯切面积，m㎡;

Ab=ab

式中，a——锯齿的进给量，mm，具体见式;

b——带锯条厚度，mm，如图3所示。

通过锯切力比压可以建立锯切抗力与锯切面积之间的关系式，如果锯切力比压已知，则可利用下式计算出锯切抗力Fx: