《主剖面参考系刀具静止角度》教学方法的探讨.docx

1、主剖面参考系刀具静止角度教学方法的探讨刘坚（张家界航空工业职业技术学院，湖南 张家界427000）摘 要：刀具几何角度的作用，分析刀具主剖面参考系的建立，在三个坐标平面内刀具几何角度的度量，刀具合理几何角 度选择的重要性。关键词：刀具几何角度;主剖面参考系；几何角度度量中图分类号:TG71文献标识码:A文章编号：1672-545X( 2016 )08-0273-02刀具几何角度的学习是金属切削与机床课程学 习的重点与难点内容，老师觉得难讲，学生感觉难 学。因此，如何采用正确的教学和学习方法，对于刀 具几何角度知识的学习和掌握是非常重要的。1明确学习目标学习目标:掌握主剖面参考系刀具静止角度。首

2、先学生一定要清楚，刀具几何角度是用来表 达前、后面和切削刃的空间位置的。对刀具的切削性 能、加工质量与切削效率有很大影响。学好这些内容 对学生将来在实际工作中如何合理选择刀具几何角 度会有很大的作用。刀具几何角度的学习，对学生的空间想象能力 要求很高。如光靠课堂进行理论讲授，学习起来非常 困难，因此，必须采用多种教学方法穿插进行。在学 习前要求学生一定要独立进行预习，带着问题来进 行学习。确定刀具几何角度的大小，需要人为地建立坐 标平面和测量平面,并由这些平面构成参考系。如果 没有参考系，刀具几何角度定义和检测没有依据，无 从下手。刀具静止角度参考系是设计、制造和刃磨刀具 时采用的参考系。常用

3、的参考系有四种，即主剖面参 考系、法剖面参考系、进给剖面参考系和切深剖面参 考系。不同参考系的作用各不相同，侧重点各不一 样。不同参考系数中刀具的几何角度也是各不一样。 以下将对应用最广的主剖面参考系刀具静止角度的 学习进行探讨。主剖面参考系刀具静止角度的标注这部分内容的学习应采用理论与实际相结合的 理实一体化教学模式。在学习中要利用刀具实物和 刀具教学模型进行，这样能使抽象的东西具体化。使 需要进行空间想象的刀具几何角度，直接在刀具实 物或刀具教学模型中展现出来。2.1建立主剖面参考系在标注刀具主剖面参考系静止角度之前，一定 要先建立刀具主剖面参考系。以车刀纵向进给车外 圆为例，建立刀具主剖

4、面静止参考系之前必须先作 四点假定：（1）车刀刀尖与工件的中心线等高；（2）刀具切 削刃上各点切削速度（只考虑主运动速度）的方向与 刀杆底面垂直;（3）进给运动的方向与工件轴线和刀 杆底面平行,但不考虑进给运动的大小；（4）刀杆的 对称中心面与进给运动方向垂直。上述四点假定，规定了切削运动和设立标准刀 具位置的条件，使很复杂的问题简单化。主剖面参考系定义三个坐标平面:基面、切削平 面、刃剖面（当讨论主切削刃时称为主剖面。讨论副 切削刃时，称为副剖面）。（1）基面R通过切削刃上选定点并垂直该点切 削运动方向的平面。如只考虑主运动方向和刀尖恰 在工件中心线上的假设，可以认为基面就是由工件 中心线和

5、刀尖规定的一个平面。如果刀尖安装得过 高或过低,根据主运动垂直向上的假设，该点不在刀 尖上，而是在刀刃上的某一点,此时并不会改变基面 的位置，如果刀刃是直线，也不会影响其测量的角 度。如图1所示。收稿日期:2016-05-17作者简介:刘 坚（1963-）,男，湖南张家界人，工程硕士,副教授，研究方向:机械制造技术,数控技术。图1主剖面参考系的三个坐标平面(2) 切削平面R通过切削刃上选定点与主刀刃相 切并垂直于基面的平面，如图1所示。一般情况下切 削平面就是指主切削平面。(3) 主剖面P。是指通过切削刃选定的点并同时垂直于基面和切削平面的平面。2.2在基面R内度量的角度(1)主偏角匕在基面内

6、主切削刃与进给方向的夹角(如图2)。OO(PJ图2主剖面参考系刀具静止角度(2) 副偏角在基面内副切削刃与进给方向的 反向的夹角。(3) 刀尖角弓是主、副切削刃在基面上投影所夹 的角度。其大小为r = 180° 一(K+ k)( 1 )2.3在切削平面已内度的角度在切削平面度量的角度有刃倾角人-它是主切 削刃与基面H间的夹角。当刀尖是主切削刃的最高 点时,刃倾角为正值，切削时产生的切屑流向待加工 表面;反之,刃倾角为负值，切削时产生的切屑流向 已加工表面。当切削刃与基面平行时，刃倾角为零 度，这时切削刃在基面内。2.4在主剖面R内度景的角度(1) 前角%前角是前刀面(1)与基面(R)

7、间的夹 角。前角越大，刀刃越锋利，刀刃强度越低。前角越 小，刀刃越钝，刀刃强度越高。(2) 后角后角是主后面(4疽与切削平面(R) 间的夹角。(3) 楔角昆楔角是前刀面C4r)与主后面(4。)间 的夹角。昆= 90。-(y° + a。)(2)上述角度中，前角y。与刃倾角兀确定了前刀面 的方位。其主偏角和后角确定了主后面的方 位。由主偏角y和刃倾角土也就自然确定了主切削 刃的方位。在学习中，要利用实训仪器车刀量角台和外圆 车刀实物来展示外圆车刀的基面R、切削平面R、主 剖面已边学习边测量刀具在基面R内度量的角度: 主偏角匕、副偏角以和刀尖角*在主剖面R内度 量的角度:前角乂、后角及楔角

8、0。;在切削平面度 量的角度：刃倾角人.3结束语刀具的几何角度的选择是否合理，对刀具使用 寿命、加工质量、生产效率和加工成本等有着重要影 响。刀具的合理几何角度，是指在保证加工质量的前 提下，能够满足刀具使用寿命长、较高生产效率、较 低加工成本的刀具几何角度。学生在金属切削与机 床后续内容学习中，应学会在各种不同的切削条件 下,如何合理选择刀具几何角度。参考文献：1 陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具M.北京:机械工业出 版社，2011.2 乐兑谦.金属切削刀具M.北京:机械工业出版社,2011.Static Angle of Tool for Main Section Reference S

9、ystemDiscussion on Teaching MethodsLIU Jian(Zhangjiajie Aviation Industry Vocational and Technical College, Zhangjiajie Hunan 427000, China)Abstract:The role of geometric angle of tool, Analysis of the establishment of the reference system for the main section of the cutter, Measurement of geometric angle of cutting tool in three coordinate planes, The importance of c