在鋸床鋸齒作用下，被切層金屬、切屑和已加工表面金屬層都要產(chǎn)生彈性變形和塑性變形。鋸齒鋸切切屑時(shí)，鋸齒前面受到切屑的壓力Fn和摩擦力Ff，鋸齒后面受到工件表面的壓力Fna和摩擦力Ffa，這些力的合力就是作用在刀具上的鋸切合力Ff，如圖1所示。

綜上所述，鋸切力來(lái)源于兩方面:一是鋸切層金屬、切屑和工件表層金屬的彈性變形和塑性變形所產(chǎn)生的抗力；二是鋸齒與切屑、工件表面間的摩擦阻力。

鋸切合力、分力及鋸切功率

1.鋸切合力與分解

鋸切合力的大小和方向是變化的，很難測(cè)量。為了測(cè)量和應(yīng)用方便，通常將鋸切合力分解為三個(gè)相互垂直的鋸切分力，如圖2所示。

三個(gè)分力的作用如下:

鋸切抗力Fx——沿著鋸齒鋸切方向的抗力。它消耗鋸齒鋸切過(guò)程中的主要功率，是初選鋸切功率、選取帶鋸床電動(dòng)機(jī)功率和設(shè)計(jì)帶鋸床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的依據(jù)。

進(jìn)給抗力Fz——垂直于鋸齒的鋸切方向。與鋸齒的進(jìn)給方向相反。在鋸切過(guò)程中該力的變化將會(huì)引起鋸齒在進(jìn)給方向的振動(dòng)，對(duì)鋸齒的壽命有重要影響。

側(cè)向力Fy——垂直于鋸切抗力和進(jìn)給抗力組成的鋸切面。由于鋸切過(guò)程基本都是二維鋸切，斜向分齒帶鋸條的分齒角度較小，因此實(shí)際鋸切中相比于其他兩個(gè)分力該力很小，但是該力會(huì)引起帶鋸條在垂直于鋸切平面方向的振動(dòng)，容易導(dǎo)致帶鋸條在鋸切過(guò)程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

鋸切合力為

三個(gè)分力的關(guān)系隨帶鋸齒的幾何參數(shù)、材料、鋸切用量和磨損情況的不同，其比例可能在較大的范圍內(nèi)變化。

2.單位鋸切功率、單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量和鋸切功率

(1)單位鋸切功率是指每切除單位體積的金屬材料所消耗的功率，用Pc表示。

(2)單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量是指單位時(shí)間內(nèi)所切除材料的體積，是衡量鋸切效率高低的一個(gè)指標(biāo)，用Qc表示。如果已知單位鋸切功率，則可計(jì)算出鋸切功率Pc:

式中，Pc——單位鋸切功率，kW·s/m?;

Qc——單位時(shí)間內(nèi)金屬切除量，mm*/s。。

對(duì)于帶鋸床，有

式中，b——帶鋸條寬度，mm;

An——帶鋸床的鋸切效率，c㎡/min。

(3)鋸切功率是指各個(gè)鋸切分力消耗功率的總和，用Pc表示。在鋸齒鋸切過(guò)程中，沿Fy方向的速度為零，因此該方向上不消耗功率，進(jìn)給速度相比于鋸切速度很小，F(xiàn)z消耗的功率與Fx相比很小，可忽略不計(jì)，因此鋸切功率可按下式計(jì)算:

式中，Vs——鋸切速度，m/s;

Fx鋸切抗力，N。

用式可求帶鋸床電動(dòng)機(jī)功率Pe為

式中，ηc——帶鋸床的總傳動(dòng)效率，一般ηc=0。7～0。75。

3。鋸切力比壓

鋸切力比壓是指單位鋸切面積上的鋸切抗力，用kc表示。

式中，kc——鋸切力比壓，工程常用單位為MPa;

Ab——當(dāng)量鋸齒的鋸切面積，m㎡;

Ab=ab

式中，a——鋸齒的進(jìn)給量，mm，具體見(jiàn)式;

b——帶鋸條厚度，mm，如圖3所示。

通過(guò)鋸切力比壓可以建立鋸切抗力與鋸切面積之間的關(guān)系式，如果鋸切力比壓已知，則可利用下式計(jì)算出鋸切抗力Fx: