第一章刀具幾何角度及切削要素

第一章

刀具幾何角度及切削要素

主要內(nèi)容

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量

二、刀具切削部分的基本定義

三、刀具角度的換算

四、刀具角度的一面二角分析法

五、刀具的工作角度

六、切削層與切削方式第一章刀具幾何角度及切削要素第一節(jié)切削運(yùn)動(dòng)與切削用量一、切削運(yùn)動(dòng)與切削層1、切削運(yùn)動(dòng)(1)主運(yùn)動(dòng)

主運(yùn)動(dòng)是切削時(shí)最主要的、消耗動(dòng)力最多的運(yùn)動(dòng)，它是刀具與工件之間產(chǎn)生的主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(2)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具與工件之間產(chǎn)生的附加運(yùn)動(dòng)，以保持切削連續(xù)地進(jìn)行。2、車削中的工件表面和切削層（1）工件表面

1)待加工表面：加工時(shí)即將切除的工件表面。

2)已加工表面：已被切去多余金屬而形成符合要求的工件新表面。

3)加工表面(或稱切削表面、過(guò)渡表面)：加工時(shí)由切削刃在工件上正在形成的那部分表面；它是待加工表面和已加工表西之間的過(guò)渡表面。(2)切削層:

切削時(shí)刀具切過(guò)工件的一個(gè)單程所切除的工件材料層。公稱橫截面積實(shí)際橫截面積

二、切削用量、切削時(shí)間與材料切除率1、切削用量三要素：（1）切削速度指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為m/s或m/min。車削時(shí)（1-1）(2)進(jìn)給量進(jìn)給量為刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量，可用工件每轉(zhuǎn)(行程)的位移量來(lái)度量，單位為mm/r。 進(jìn)給量又可用進(jìn)給速度表示：指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為mm/s或m/min。車削時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度：

（1-2）（3）背吃刀量(切削深度)

指垂直于進(jìn)給速度方向測(cè)量的切削層最大尺寸，單位為mm。車外圓時(shí)：(1-3)切削用量錄像

2、切削時(shí)間(機(jī)動(dòng)時(shí)間)

指切削時(shí)直接改變工件尺寸、形狀等工藝過(guò)程所需的時(shí)間，單位為min。它是反映切削效率高低的一個(gè)指標(biāo)。

由式(1-5)知，提高切削用量中任一要素均可降低切削時(shí)間。(1-5)(1-4)3．材料切除率Q

它是單位時(shí)間內(nèi)所切除材料的體積，是衡量切削效率高低的另一個(gè)指標(biāo)，單位 為mm3／min.(1-6)

三、合成切削運(yùn)動(dòng)與合成切削速度

主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)稱合成切削運(yùn)動(dòng)。切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件合成切削運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速 度稱合成切 削速度。第二節(jié)刀具切削部分的基本定義一、刀具的組成三面兩刃一尖1．刀面(1)前面(前刀面)(2)后面(后刀面)

(3)副后面(副后刀面)

2．切削刃

(1)主切削刃S(2)副切削刃S'3．刀尖刀尖參數(shù)有:1)刀尖圓弧半徑2)倒角刀尖長(zhǎng)度3)刀尖倒角偏角刀具的組成錄像二、刀具角度參考系

1、刀具參考系的概念（1）刀具靜止參考系它是刀具設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)注、刃磨和測(cè)量的基準(zhǔn)，用此定義的刀具角度稱刀具標(biāo)注角度；（2）刀具工作參考系它是確定刀具切削工作時(shí)角度的基準(zhǔn)，用此定義的刀具角度稱刀具工作角度。2、參考系1正交平面參考系

基面Pr

通過(guò)切削刃上某一選定點(diǎn)，垂直于切削速度的平面切削平面Ps過(guò)主切削刃選定點(diǎn)，與切削刃相切并垂直與基面正交平面Po通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)同時(shí)垂直于切削平面與基面的平面。2法平面參考系由Pr、Ps、Pn三個(gè)平面組成法平面(Pn)過(guò)切削刃上選定點(diǎn)并垂直于切削刃或其切線的平面3假定工作平面參考系由Pr、Pf、Pp三個(gè)平面組成假定進(jìn)給平面Pf

過(guò)切削刃選定點(diǎn)平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面的平面假定切深平面(背平面)Pp

過(guò)切削刃選定點(diǎn)既垂直假定進(jìn)給平面又垂直于基面的平面。參考平面錄像三、刀具角度1、正交平面參考系刀具角度定義(1)前角γo

正交平面中測(cè)量的前面與基面間夾角。(2)后角αo

正交平面中測(cè)量的后面與切削平面間夾角。(3)主偏角κr

基面中測(cè)量的主切削平面與假定工作平面間夾角。(4)刃傾角λs

切削平面中測(cè)量的切削刃與基面間夾角。(1-7)(1-8)（5）派生角度

1)楔角βo

正交平面中測(cè)量的前面與后面間夾角。

(1-9) 2)刀尖角εr，基面投影中，主、副切削刃間的夾角。

(1-10)

2、其它參考系刀具角度

1）在法平面中2）在假定進(jìn)給平面、背平面中3、刀具角度正負(fù)的規(guī)定

四、不同參考系角度小結(jié)

刀具角度第三節(jié)刀具角度的換算

一、正交平面、法平面系前、后角換算(1-11)(1-12)二、垂直于基面的任一剖面與正交平面的前、后角換算(1-13)(1-15)(1-14)(1-16)(1-17)在前面的圖中若假想圖中的前面為刀具的后面，則上面推導(dǎo)的公式中的角度可以用代替，則公式（1-13）變?yōu)椋?-18）若令（1-18）中的則可得到假定進(jìn)給平面和背平面的后角換算公式（1-19）（1-20）第四節(jié)刀具角度的一面二角分析法

表示空間任意一個(gè)平面方位的定向角度只需兩個(gè)，所以判斷刀具切削部分需要標(biāo)注的獨(dú)立角度數(shù)量可用一面二角分析法確定。1．直頭外圓車刀三面六角前面定向角γo、λs

后面定向角αo、κr

副后面定向角αo'、κr'

2．45o彎頭車刀四面八角主切削刃12前面定向角γo、λs；主切削刃12后面定向角αo、κr；副切削刃23副后面定向角αo'、κr‘副切削刃14副后面定向角αo'、κr'

3．切斷刀

四面八角 習(xí)慣上標(biāo)注左切削刃上的角為主角，右刃為派生角度前面定向角γo、λsL

后面定向角αo、κrL

左副后面定向角αoL'、κrL'

右副后面定向角αoR'、κrR'

4．倒角刀尖、倒棱的參數(shù)一面二角倒角刀尖刃：倒角切削刃后角αoε偏角κrε

倒棱刃：倒棱刃前角γo1倒棱刃傾角λs1=λs倒棱刃寬度bγ1

第五節(jié)刀具的工作角度一、刀具工作參考系及工作角度因此研究切削過(guò)程中的刀具角度，必須以刀具與工件的相對(duì)位置、相對(duì)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)建立參考系，這種參考系稱工作參考系。用工作參考系定義的刀具角度稱工作角度。工作正交平面poe

通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于工作切削平面與1．刀具工作參考系工作正交平面參考系工作基面pre

通過(guò)切削刃選定點(diǎn)垂直于合成切削速度方向的平面工作切削平面pse

通過(guò)切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切，且垂直于工作基面的平面。該平面包含合成切削速度方向工作基面的平面2．刀具工作角度

刀具工作角度的定義與標(biāo)注角度類似，它是前、后面與工作參考系平面的夾角。 工作角度的標(biāo)注符號(hào)分別是：γoe,αoe,κre,λse,γfe,αfe,γpe,αpe二、刀具安裝對(duì)工作角度的影響1、刀柄偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響

2．切削刃安裝高低對(duì)工作前、后角的影響

三、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響1．進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向不平行工件旋轉(zhuǎn)軸線時(shí)對(duì)工作主、副偏角的影響2．縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作前、后角的影響(1-22)第六節(jié)切削層與切削方式一、切削層參數(shù)1、切削層在各種切削加工中，刀具同工件沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向每移動(dòng)f(mm/r)或af(mm/Z)之后，由一個(gè)刀齒正在切的金屬層稱為切削層。切削層的尺寸稱為切削參數(shù)。2．切削公稱厚度hD

垂直于過(guò)渡表面來(lái)度量的切削層尺寸，也稱為切削厚度

(1-24)3.切削公稱寬度bD平行于過(guò)渡表面度量的切削層尺寸，也稱為切削寬度

(1-25)4．切削層公稱橫截面積AD在切削層尺寸平面里度量的橫截面積，也