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一、课题背景: 机械制造业为整个国民经济提供技术装备，是国家经济发展的重要支柱产业，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一，先进的制造技术是机械制造行业高速发展的保障。切削加工作为机械制造领域的一种主要加工方式，其技术水平直接影响着国家的工业化进程。40971
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切削过程是切屑、被加工材料的弹性变形和塑性变形的变形过程，与冲压、锻造等塑性变形比较，变形速度(单位时间产生的变形量)非常大，由此产生的塑性变形能量和前刀面上由摩擦产生的能量将引起发热，从而使温度大幅度升高，刀尖在连续而狭小的范围使被加工材料破坏、分离成切屑和已加工面等，这是切削过程的显著特征。而这些现象彼此间存在复杂的相互影响。
金属切削过程，从实质上讲，就是产生切屑和形成已加工表面的过程。常用的切削加工方法包括车削、刨削、铣削和钻削等。金属切削加工过程中会出现各种物理现象，如切屑变形、切削力、切削热与温度、刀具磨损与破损以及加工表面完整性等。这些物理现象都与金属的变形及其变化规律有密切的关系，研究切削过程对保证加工质量、提高生产率、降低成本和促进切削加工技术的发展，有着十分重要的意义。论文网
金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形成为切屑所需的力，称为切削力。切削力是工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。它是影响工艺系统强度、刚度和加工工件质量的重要因素。切削力是设计机床、刀具和夹具、计算切削动力消耗的主要依据。在目前自动化生产、精密加工中，常利用切削力来检测和监控加工表面质量、加工精度和刀具磨损程度。
二．选题意义
金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形成为切屑所需的力，称为切削力。切削力是工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。切削力是影响机械加工的主要因素之一，其大小和稳定性很大程度上决定了零件表面质量和刀具的寿命。在切削加工中，切削力是反映切削过程的主要指标，通过对切削力的研究可提高加工效率和质量。切削力对切削机理的研究，对计算功率消耗，对机床、刀具、夹具的设计，对优化刀具几何参数等，都有非常重要的意义。在自动化切削加工中，如何识别刀具磨损并及时更换已磨损的刀具是保证产品质量和自动化切削过程正常进行的关键问题之一，为此，国内外学者提出了许多监控方法，其中，切削力是被认为是具有实际应用前景的监控方法。在被吃刀量小于1μm的超精密加工中，切削力直接影响切削热的产生，并进一步影响刀具磨损、耐用度和加工精度。
切削力测力仪是金属切削实验中最有用的工具之一,用它可以研究切削不同材料时，切削条件对切削力的影响。通过对这些影响的分析，就能确定某些重要的参数，例如前刀面平均摩擦系数、切削时工件材料的有效平均抗剪强度和功率消耗。
切削力为提高加工精度提供理论依据。对硬质合金的切削机理研究一直是人们的研究热点，切削硬质合金时，如果增大切削力，将会导致工件产生的塑性变形增大，并且若切削力较大，极易导致机床运动链产生较大的误差，由切削力导致的误差是数控加工误差中的重要成分之一。为了有效减小数控加工的误差，就必须研究对切削力误差的补偿。分析切削力还可以为加工过程中合理选择刀具几何参数和优化切削用量提供指导，从而实现改善刀具切削性能，提高加工精度的目的。
所以，精确有效的测量切削力在生产过程中是十分重要的。