機(jī)械制造技術(shù)：刀具的幾何角度

機(jī)械制造技術(shù)：刀具的幾何角度外圓車(chē)刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又稱刀頭）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所組成。其定義分別為：（1）前刀面刀具上與切屑接觸并相互作用的表面（即切屑流過(guò)的表面）。（2）主刀后面刀具上與工件過(guò)渡表面相對(duì)并相互作用的表面。（3）副刀后面刀具上與已加工表面相對(duì)并相互作用的表面。（4）主切削刃前刀面與主后刀面的交線。它完成主要的切削工作。（5）副切削刃前刀面與主后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。（6）刀尖主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線段或圓弧。具體參見(jiàn)切削運(yùn)動(dòng)與切削表面圖和車(chē)刀的組成圖。其它各類(lèi)刀具，如刨刀、鉆頭、銑刀等，都可以看作是車(chē)刀的演變和組合。（一）刀具標(biāo)注角度參考系1、假定運(yùn)動(dòng)條件：用刀具主運(yùn)動(dòng)向量vc近似代替合成運(yùn)動(dòng)向量ve，然后再用平行或垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)平面構(gòu)成參考系。2、假定安裝條件：假定刀具的安裝位置恰好使其底面或軸線與參考系的平面平行或垂直。3、刀具標(biāo)注角度參考系諸平面：（見(jiàn)下圖）1)基面pr：通過(guò)切削刃某一點(diǎn)，垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面。2)切削平面ps：通過(guò)切削刃某一點(diǎn)，與工件加工表面（或與主切削刃）相切的平面。切削平面ps與基面pr垂直。3)主剖面P0：通過(guò)切削刃某一點(diǎn)，同時(shí)垂直于切削平面ps與基面pr的平面。4)法剖面Pn：通過(guò)切削刃某一點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。5)進(jìn)給剖面Pf：通過(guò)切削刃某一點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面pr的平面。6)背平面Pp：通過(guò)切削刃某一點(diǎn)，同時(shí)垂直于進(jìn)給剖面Pf與基面pr的平面。（二）刀具工作角度參考系上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時(shí)，都只考慮主運(yùn)動(dòng)，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在假定運(yùn)動(dòng)條件確定的參考系。但刀具在實(shí)際使用過(guò)程中，這樣的參考系所確定的刀具角度，往往不能確切反映切削加工的真實(shí)情況。只有用合成切削方向ve來(lái)確定參考系，才符合切削加工的實(shí)際。P8的圖1.10。另外，刀具實(shí)際安裝位置也影響工作角度的大小。只有采用刀具工作角度參考系，才能反映切削加工的實(shí)際。刀具工作角度參考系與刀具標(biāo)注角度參考系的唯一區(qū)別是：用合成切削方向ve取代主運(yùn)動(dòng)切削方向vc，用實(shí)際進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向取代假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。（三）刀具的標(biāo)注角度刀具的標(biāo)注角度是制造和刃磨刀具所需要的，并在刀具設(shè)計(jì)圖上予以標(biāo)注的角度。刀具的標(biāo)注角度主要有五個(gè)，以車(chē)刀為例，表示了幾個(gè)角度的定義。前角γo在主剖面P0內(nèi)測(cè)量的前刀面與基面之間的夾角。前角表示前刀面的傾斜程度，有正、負(fù)和零值之分，其符號(hào)規(guī)定如圖所示。

后角αo主剖面P0內(nèi)測(cè)量的主后刀面與切削平面之間的夾角。后角表示主后刀面的傾斜程度，一般為正值。

主偏角κr在基面內(nèi)測(cè)量的主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。主偏角一般為正值。

副偏角κr'在基面內(nèi)測(cè)量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向的夾角。副偏角一般為正值。

刃傾角λs在切削平面內(nèi)測(cè)量的主切削刃與基面之間的夾角。當(dāng)主切削刃呈水平時(shí)，λs=0；刀尖為主切削刃最低點(diǎn)時(shí)，λs〈0；刀尖為主切削刃上最高點(diǎn)是，λs〉0，如圖示。車(chē)刀的主要角度四）刀具的工作角度在實(shí)際的切削加工中，由于刀具安裝位置和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，上述標(biāo)注角度會(huì)發(fā)生一定的變化。角度變化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改變。以切削過(guò)程中實(shí)際的切削平面Ps、基面Pr和主剖面P0為參考平面所確定的刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實(shí)際角度。1、刀具安裝位置對(duì)工作角度的影響以車(chē)刀車(chē)外圓為例，若不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)都獍惭b得高于或低于工件軸線時(shí)，將引起工作前角γoe和工作后角αoe的變化，如下圖示。車(chē)刀安裝高度對(duì)工作角度的影響當(dāng)車(chē)刀刀桿的縱向軸線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，將會(huì)引起工作主偏角κre和工作副偏角κre'的變化，如下圖示。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響車(chē)削時(shí)由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的存在，使車(chē)外圓及車(chē)螺紋的加工表面實(shí)際上是一個(gè)螺旋面，如下圖示。車(chē)端面或切斷時(shí)，加工表面是阿基米德螺旋面，如下圖示。因此，實(shí)際的切削平面和基面都要偏轉(zhuǎn)一個(gè)附加的螺旋升角μ，使車(chē)刀的工作前角γoe增大，工作后角αoe減小。一般車(chē)削時(shí)，進(jìn)給量