第二讲 刀具切削部分基本定义(简版)

1、金属切削与机床Metal Cutting & Machine ToolsMetal Cutting & Machine Tools 第二讲第二讲 刀具切削加工基本定义刀具切削加工基本定义l切削运动与切削要素l刀具切削部分组成l刀具角度参考系及刀具角度l刀具角度换算与分析l刀具工作角度l切削层几何参数与切削方式Metal Cutting & Machine Tools 切削运动切削运动与切削要素与切削要素l刀具与工件之间要具有相对运动l主运动：一个l进给运动：一个或多个Metal Cutting & Machine Tools 切削运动与切削运动与切削要素切削要素

2、l切削表面待加工表面待加工表面加工表面（过度表面）加工表面（过度表面）已加工表面已加工表面Metal Cutting & Machine Tools 切削运动与切削运动与切削要素切削要素l切削表面l切削用量 （旋转）（旋转） （往复直线）（往复直线）进给量进给量背吃刀量背吃刀量切削速度切削速度1000wd nv21000rLnv fzvnfnzf2wmpddaMetal Cutting & Machine Tools 切削运动与切削运动与切削要素切削要素进给量进给量背吃刀量背吃刀量切削速度切削速度1000wd nvfzvnfnzf2wmpddaMetal Cutting &am

3、p; Machine Tools 刀具切削部分组成刀具切削部分组成1、刀面（1）前面A （前刀面）（2）后面A （后刀面）（3）副后面A （副后刀面）2、切削刃（1）主切削刃S（2）副切削刃S 3、刀尖Metal Cutting & Machine Tools 刀具切削部分组成刀具切削部分组成1、刀面（1）前面A （前刀面）：切屑沿其流出的刀面，切屑沿其流出的刀面，控制切屑流向控制切屑流向（2）后面A （后刀面）：刀具上同前刀面刀具上同前刀面相交形成主切削刃的表相交形成主切削刃的表面，与工件过渡表面相面，与工件过渡表面相对。对。Metal Cutting & Machine T

4、ools 刀具切削部分组成刀具切削部分组成1、刀面（3）副后面A （副后刀面） ：刀具上同前面相刀具上同前面相交形成副切削刃的表面，交形成副切削刃的表面，与工件已加工表面相对。与工件已加工表面相对。2、切削刃（1）主切削刃S：前刀前刀面与主后面的交线。承面与主后面的交线。承担主要切削工作。担主要切削工作。Metal Cutting & Machine Tools 刀具切削部分组成刀具切削部分组成1、刀面2、切削刃（2）副切削刃S ：前刀前刀面与副后面的交线。担面与副后面的交线。担负少量切削工作负少量切削工作 。3、刀尖：主、副切削刃主、副切削刃交汇处，一小段直线或交汇处，一小段直线或圆

5、弧。圆弧。 Metal Cutting & Machine Tools 刀具切削部分组成刀具切削部分组成l提高刃口强度和改善刀尖切削性能的措施r 刀尖圆弧半径，b 倒角刀尖长度，k r 刀尖倒角偏角Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系刀具角度参考系与刀具角度与刀具角度l静态参考系（或称标注参考系）刀具设计计算、绘图标注、制造刃磨及测量时用来确定切削刃、刀面空间几何角度的定位基准，用它定义的角度称为静态角度(或称为标注角度)l动态参考系（或称工作参考系）刀具上切削刃、刀面相对于工件的几何位置的基准，用它定义的角度称为工作角度。Metal Cu

6、tting & Machine Tools l基平面基平面（PrPr）l过切削刃选定点，与假定主运动方向垂直的过切削刃选定点，与假定主运动方向垂直的平面。平面。l主切削平面主切削平面（PsPs）l过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基平过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基平面的平面。面的平面。刀具角度参考系刀具角度参考系与刀具角度与刀具角度Metal Cutting & Machine Tools l正交平面正交平面（PoPo）l过切削刃选定点同时垂直于切削平面与基平过切削刃选定点同时垂直于切削平面与基平面的平面。面的平面。l法平面法平面（PnPn）l过切削刃选定点垂直于切削刃的

7、平面。过切削刃选定点垂直于切削刃的平面。刀具角度参考系刀具角度参考系与刀具角度与刀具角度Metal Cutting & Machine Tools l假定进给平面假定进给平面（P Pf f）l过切削刃上选定点，垂直于基面且与假定进过切削刃上选定点，垂直于基面且与假定进给运动方向平行的平面。给运动方向平行的平面。l假定切深平面假定切深平面（PpPp）（背平面）（背平面）l过切削刃上选定点而同时垂直于基面和假定过切削刃上选定点而同时垂直于基面和假定工作平面的平面。工作平面的平面。刀具角度参考系刀具角度参考系与刀具角度与刀具角度Metal Cutting & Machine Tool

8、s 刀具角度参考系小结刀具角度参考系小结坐标体系正交平面系法平面系假定工作平面及背平面系基本组成基面 （Pr）切削平面 （Ps）假定工作平面Pf 、背平面 Pp正交平面 （Po）法平面（Pn）相互关系(1)Pr v (2) v 在 Ps 面内(3) Ps与主切削刃在选定点处相切 (4) Pr Ps(5) Po Pr ，Po Ps(6) Po 垂直于主切削刃在基面内的投影(5)Pn Ps(6) Pn Pr 时，Pn和Po重合为同一平面(5) PrPf Pp组成空间直角坐标系(6) Pf Ps时，Ps与 Pp重合为同一平面Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度

9、参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度l基本角度类型l偏角、前角、l后角、刃倾角 偏角：切削平面Ps与假定工作平面间Pf的夹角(或是主副切削刃在基面Pr内的投影与假定进给运动方向的夹角)，在基面Pr中度量标注。Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度l基本角度类型l偏角、前角、l主后角、刃倾角 前角前角：前面Ar与基面Pr 间的夹角，在正交平面Po中度量标注。在正交平面Po中，当Ar在Pr之上时规定ro 0；当Ar在Pr之下时规定ro0；当Ar和Pr重合时则ro =0后角后角：后面 Aa与切削平面Ps 间的夹角，在正

10、交平面Ps中度量标注。后角均应取正值，因负后角刀具无法工作。Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度l基本角度类型l偏角、前角、l后角、刃倾角 刃倾角：主切削刃S与基面Pr间的夹角，在主切削平面Ps中度量标注。以过刀尖处的Pr为基准，当S位于Pr之上时(其时刀尖位置最低)，规定s0；当S位于Pr之下时(其时刀尖位置最高)，规定s0；当S位于Pr内，则s=0。Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度l基本角度类型l主副偏角、前角、l副后角 Met

11、al Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度l法平面参考系中基本角度l法前角、法后角l假定进给平面参考系中基本角度l侧前角、侧后角、背前角、背后角Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度参考系与刀具角度参考系与刀具角度刀具角度l楔角 ol前、后面间的夹角，在正交平面 Po 中度量标注。l刀尖角 rl主、副切削平面间的夹角，在 Pr中度量标注。ooo=90-rr=180-r Met

12、al Cutting & Machine Tools 刀具角度分析与换算刀具角度分析与换算l刀具工作图绘制l刀具角度分析l刀具角度换算Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析刀具角度分析与换算与换算l刀具工作图绘制1. 取刀具在基面的投影为主视图，标出主副偏角，Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析刀具角度分析与换算与换算l刀具工作图绘制2. 切削平面的投影为向视图，标出刃倾角，图中反映出刀柄高度。Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析刀具角度分析与换算与换算l刀

13、具工作图绘制3. 做出主、副切削刃的正交平面，标出前角与主副后角。刀具角度按实际值绘制角度微小时，可夸大绘制。Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析刀具角度分析与换算与换算l刀具工作图绘制l刀具角度分析l刀具角度换算Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析刀具角度分析与换算与换算l刀具角度分析l表示空间任意一个平面方位，需要两个独立的定向角度。一面两角分析法例： 车刀前刀面定向角： 车刀后刀面定向角：os、or、Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析刀具角度分析与换算与换

14、算l刀具角度分析l 45度弯头车刀Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析与换算刀具角度分析与换算l刀具工作图绘制l刀具角度分析l刀具角度换算Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析与刀具角度分析与换算换算l刀具角度换算l角度标注 正交平面系、法平面系内标注角度l设计、制造、刃磨其它测量面标注角度l已知正交平面系内： 刃倾角、前角、后角、主副偏角如何确定其他平面系内的对应角度？Metal Cutting & Machine Tools 刀具角度分析与刀具角度分析与换算换算l刀具角度换算l不同平面参考系中都包

15、含基面与切削平面l不同平面参考系中的主副偏角与刃倾角的数值不变。l不同平面参考系中的角度换算指前角、后角的数值换算。Metal Cutting & Machine Tools 正交平面与法平面间前、后角度换算正交平面与法平面间前、后角度换算Metal Cutting & Machine Tools 任一垂直于基面的断面与正交面的前后角换算任一垂直于基面的断面与正交面的前后角换算Metal Cutting & Machine Tools 刀具工作角度刀具工作角度l工作参考系与工作角度 以刀具与工件的相对位置、相对运动为基础建立的参考系，称为工作参考系工作参考系。用工作参考

16、系定义的刀具角度称为工作角度工作角度。Metal Cutting & Machine Tools 刀具工作角度刀具工作角度l工作参考系与工作角度工作基准面Pre：通过切削刃选定点垂直于合成切削速度方向的平面。工组切削平面Pse：通过切削刃选定点与切削刃相切，且垂直于工作基面的平面。该平面包含合成切削速度方向。工作正交平面Poe：通过切削刃选定点，同时垂直于工作切削平面与工作基面的平面。Metal Cutting & Machine Tools 刀具工作角度刀具工作角度l工作参考系与工作角度与标注角度定义类似，前、后刀面与工作参考系平面的夹角。,oeoeresefefepepeM

17、etal Cutting & Machine Tools 刀具安装对工作角度的影响刀具安装对工作角度的影响l刀柄偏斜对工作主副偏角的影响：逆时针安装 ：工作主偏角增加，工作副偏角减小Metal Cutting & Machine Tools 刀具安装对工作角度的影响刀具安装对工作角度的影响l切削刃高低对工作前后角度的影响：选定点高于工件中心：工作后角减小，工作前角增加oeooeo2sinhdMetal Cutting & Machine Tools 进给方向对工作角度的影响进给方向对工作角度的影响l进给方向不平行旋转轴线，对工作主副偏角的影响：与刀柄顺时针安装相同。Me

18、tal Cutting & Machine Tools 进给方向对工作角度的影响进给方向对工作角度的影响l横向进给运动方向对工作前、后角的影响：主切削刃选定点相对于工件的运动轨迹为阿基米德螺线ooeooedfvvcftan其中：其中：f - f - 每转进给量每转进给量 d dw w - - 切削刃选定点待加工表面直径切削刃选定点待加工表面直径Metal Cutting & Machine Tools 进给方向对工作角度的影响进给方向对工作角度的影响l纵向进给切外园，合成切削速度方向引起工作基面与工作切削面发生变化 。fefefffftanfcfwvfvdMetal Cutting & Machine Tools 切削层几何参数切削层几何参数与切削方式与切削方式l切削层几何参数切削公称厚度切削公称厚度切削公称面积切削公称面积切削公称宽度切削公称宽度sinpwraaKsincrafKDwcpAa aa fMetal Cutting & Machine Tools 切削层几何参数切削层几何参数与切削方式与切削方式Metal Cutting & Machine Tools 切削层几何参数与切削层几何参数与切削方式切削方式Metal Cutting & Machine Tools 切削层几何参数与切削层几何参数与切削方式切削方式l自由切