切削過程中作用在刀具與工件上的力稱為切削力。

（1）切削力的來源與分解

切削加工時，切削層金屬和已加工表面產(chǎn)生的變形抗力F n和F na分別垂直作用于前、后刀面上，切屑對刀具的摩擦阻力F f作用于前刀面上，工件已加工表面對刀具的摩擦阻力F fa作用于后刀面上。這些力的合力F r就是作用在刀具上的總切削力，如圖5．1．22所示。其反作用力作用在工件上。

圖5.1.23　切削力的分解

圖5.1.22　切削力的來源

總切削力F r是一個空間力。為了便于分析、測量和計算，常將F r分解為沿主運動方向、進給方向、切深方向的3個互相垂直的切削分力，分別用Fz，F(xiàn)x，F(xiàn)y表示。切削力的分解如圖5．1．23所示。

總切削力F r與3個切削分力Fz，F(xiàn)x，F(xiàn)y的公式關(guān)系為：

一般情況下，F(xiàn)z最大，故稱主切削力。隨著刀具角度、刃磨質(zhì)量和切削用量等切削條件的不同，主切削力Fz的大小也不同。Fx，F(xiàn)y相對于Fz的比值可在很大的范圍內(nèi)變化，即公式

（2）各切削分力的實際意義

1）主切削力Fz

它與主運動速度方向一致，也稱為切向力。比其他兩個分力要大很多，一般消耗機床功率的95%左右，是確定機床動力和設(shè)計主傳動系統(tǒng)零件的主要依據(jù)。主切削力過大會使刀桿產(chǎn)生彎曲變形，甚至使刀具崩刃，其反作用力作用在工件上，過大時可能會發(fā)生悶車現(xiàn)象（即皮帶打滑，工件停轉(zhuǎn)）。

2）進給抗力Fx

它的方向與進給方向相反，車外圓時與軸線方向一致，又稱為軸向力。一般只消耗機床總功率的1%～5%，是設(shè)計機床時驗算進給系統(tǒng)零件剛度的依據(jù)。

3）切深抗力Fy

它的方向與進給方向垂直，車外圓時作用在工件的直徑方向，又稱為徑向力。因為切削時在此方向上的運動速度為零，所以F y不做功。但其反作用力作用在工件上，容易使工件彎曲變形，特別是對于剛性差的工件，如細長軸等，變形尤為明顯。不僅影響加工精度，還容易引起震動，影響表面粗糙度，應給予充分注意。

（3）影響切削力的因素

1）工件材料

工件材料是影響切削力的重要因素。工件材料的強度、硬度越高，切削時的變形抗力越大，切削力越大。例如，在同樣的切削條件下，切削中碳鋼的切削力比低碳鋼大，切削工具鋼的切削力又比中碳鋼大；切削銅鋁及其合金的切削力要比切削鋼小得多。切削力的大小也和材料的塑性、韌性有關(guān)。在強度、硬度相近的材料中，塑性大韌性高的材料切削時產(chǎn)生的塑性變形及切屑與前刀面之間的摩擦較大，發(fā)生變形或破壞所消耗的能量較多，故切削力較大。例如，不銹鋼1Cr18Ni9Ti與正火的45鋼強度、硬度基本相當，但不銹鋼的塑性、韌性較大，其切削力比正火的45鋼約高25%。

2）刀具的幾何角度

刀具的幾何角度對切削力也有較大的影響，其中前角、主偏角的影響最為顯著。一般來說，刀具前角增大會使切削力減小。特別是切削塑性大的材料，增大前角可使塑性變形顯著減小，故切削力降低得多一些。主偏角對進給抗力、切深抗力的影響較大。因此，車削細長軸時為減小切深抗力，防止工件的彎曲變形和震動，常采用較大的主偏角（90°或75°）。

3）切削用量

切削用量中，切削深度和進給量對切削力的影響較大。當a p或f加大時，切削面積加大，變形抗力和摩擦阻力增加，從而引起切削力增大。實驗證明，當其他切削條件一定時，a p加大一倍，切削力約增加一倍，f加大一倍，切削力增加68%～86%；切削速度v對切削力的影響不大，一般不予考慮。

（4）切削功率

切削功率P m應是各個切削分力消耗功率的總和。但因為Fy不做功，F(xiàn)x所消耗的功率一般很小，因此切削功率P m可用下式計算，即

或

機床電動機的功率P E與切削功率的P m關(guān)系為：

式中　ηm——機床傳動效率，一般取ηm= 0.75～0.85。