铣削中的切削力测量

铣削过程会产生哪些切削力？

铣削中的切削力指作用切削力Fc，Fc为切向力，也是铣削过程中最重要的力之一（如下图1所示）。Fc可通过多种方式计算得出，具体取决于测力计的类型，以及可直接测得的力分量。

测量铣削中的切削力，既可使用固定式测力计，也可使用旋转式测力计（RCD）。

使用固定式测力计开展测量时，需将测力计安装在机床工作台上，并将工件固定在测力计上方。为减少作用在测力计上的附加质量，进而降低该等质量对测力计造成的动力学负面影响，可使用螺栓将工件直接紧固于测力计上，而无需使用较重（且通常刚度较差）的夹具。

如下方图1和图2所示，在铣削中，固定式测力计可直接测量正交力分量中的进给力Ff，法向进给力FfN，以及被动力Fp。主动力Fa则可通过测得的Ff和FfN计算得出。切削力Fc和法向切削力FcN也可通过测得的Ff、FfN和Fp计算得出。

将旋转式测力计（RCD）直接插入机床主轴，并通过刀具适配器将刀具与RCD连接起来。RCD与机床主轴相连，因此会随着机床一同旋转。在整个测量过程中，妥善安装的多分量传感器可直接测量主轴力矩Mz。

使用RCD测力时，坐标轴也会旋转；使用固定式测力计时，坐标轴则保持不动。如图2所示，固定式测力计测得的Fx和Fy以绿色箭头表示，RCD测量得的Fx和Fy以蓝色箭头表示。

使用RCD进行测量时，可根据力Fxv和Fy计算得出作用于加工面的主动力Fa。根据主轴力矩Mz、刀具半径和主动力Fa，则可计算得出切削力Fc和法向切削力FcN。