外圆车刀的角度教案概要

第三节刀具几何参数一、车刀的基本构成刀头是车刀的切削部分（用于承担切削工作），刀体是夹持部分（用来安装刀片或与机床连接)。不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。由刀头和刀体两部分构成。第一页第二页，共39页。（1)前刀面Aγ

刀具上切屑流过的表面。1.刀面（2)主后刀面Aα

切削时与工件上过渡表面相对的刀具表面。（3)副后刀面

切削时与工件已加工的表面相对的刀具表面。刀具切削部分的基本定义如图第二页第三页，共39页。车刀的构成第三页第四页，共39页。第四页第五页，共39页。2.刀刃（1）主切削刃S前刀面与主后刀面在空间的交线。如图（2）副切削刃S‘前刀面与副后刀面在空间的交线。3．刀尖三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃连接处的那一小部分切削刃。在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。第五页第六页，共39页。车刀的构成第六页第七页，共39页。刀具要从工件上切下金属，就必须具备一定的切削角度，这些角度决定了刀具切削部分各表面的空间位置，为了确定刀具上刀面及切削刃在空间的位置，首先应建立空间参考系。参考系是用于一组定义和规定刀具角度的参考平面。参考系可分为刀具静止参考系和刀具工作参考系两类。二、确定刀具角度的参考系第七页第八页，共39页。在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参考系称为刀具静止参考系或标注角度参考系。1．刀具静止参考系在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是正交平面参考系,其它参考系有法平面参考系、假定工作平面参考系等。第八页第九页，共39页。

2.正交平面参考系由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。如图(1)基面pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装面（底面）。(2)切削平面ps

通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。(3)正交平面po

通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。第九页第十页，共39页。正交平面参考系第十页第十一页，共39页。

3.其它刀具标注参考系（1）法平面pn与法平面参考系

1)法平面通过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面2)法平面参考系pr、ps、pn组成的参考系。第十一页第十二页，共39页。第十二页第十三页，共39页。（2）假定工作平面pf、背平面pp及其参考系1)假定工作平面pf

通过切削刃上选定点并垂直于该点基面以及其方位平行于假定进给运动方向的平面。(见图)3)假定工作平面、背平面参考系pr、pf、pp组成的参考系。2)

背平面pp通过切削刃上选定点，且垂直于基面和假定工作平面的平面。第十三页第十四页，共39页。第十四页第十五页，共39页。（三）刀具的标注角度（1）基面中测量的刀具角度1）主偏角κr

主切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf

方向之间的夹角。如图2）副偏角κr′副切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf反方向之间的夹角。3）刀尖角εr

主、副切削刃在基面上的投影之间的夹角，它是派生角度。εr=180°-(κr＋κr′)。第十五页第十六页，共39页。车刀的主要角度第十六页第十七页，共39页。（2）切削平面中测量的刀具角度1）刃倾角λs主切削刃与基面之间的夹角。如图它在切削平面内标注或测量，但有正负之分。当主切削刃与基面平行时λs=0°；当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时λs＞0°；反之λs≤0°。第十七页第十八页，共39页。车刀的主要角度第十八页第十九页，共39页。（3）正交平面中测量的刀具角度1)前角γO

前刀面与基面之间的夹角。如图2)后角αo

后面与切削平面之间的夹角。3)楔角βo

前面与后面之间的夹角，它是个派生角。它与前角、后角有如下的关系：βo＝90°－(γO＋αo)。说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑进给运动的影响等条件下确定的。第十九页第二十页，共39页。在正交平面参考系中的标注角度（5）副偏角κrˊ（6）副后角αoˊ派生角度：楔角βo、刀尖角εrr（1）主偏角κr（4）后角αo（2）刃倾角λs（3）前角γo第二十页第二十一页，共39页。在法平面参考系中的标注角度（1）主偏角κr（2）刃倾角λs（3）法前角γn

（4）法后角αn（5）法楔角βn第二十一页第二十二页，共39页。在假定工作平面参考系中的标注角度（1）主偏角κr（2）刃倾角λs（3）侧前角γf（4）侧后角αf（5）侧楔角βf（6）背前角γp（7）背后角αp（8）背楔角βf第二十二页第二十三页，共39页。（四）刀具工作角度刀具在工作参考系中确定的角度称为刀具工作角度。刀具实际切削时，若考虑实际进给运动和安装情况的影响，刀具角度的参考系将发生变化，其工作角度就不同于标注角度。

与静态系统中正交平面参考系建立的定义和程序相似，不同点就在于它以合成切削运动υe或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基面pre。由于工作基面的变化，将带来工作切削平面pse的变化，从而导致工作前角γoe、工作后角αoe

的变化。第二十三页第二十四页，共39页。

1、刀具安装位置对工作角度的影响

（1）刀具安装高低的影响γpe=γp＋θpαpe=αp－θptanθp＝h/

γoe=γo＋θαoe=αo－θ

tanθ＝tanθpcosκr刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，角度变化与上述相反第二十四页第二十五页，共39页。第二十五页第二十六页，共39页。（2）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响

=+G=-G

=-G=+G第二十六页第二十七页，共39页。2、进给运动对刀具工作角度的影响

（1）横向进给运动的影响（如图）

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝f/πd①当进给量f一定时，随d值↓—μ值↑，接近中心αoe为负值。②当f↑—μ值↑横车时f不宜过大，并应适当加大αo第二十七页第二十八页，共39页。第二十八页第二十九页，共39页。

（2）纵向进给运动的影响

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝tanμfsinκr

＝fsinκr/(πdw)f↑或dw↓时，μf、μ均↑车削右螺纹时左侧刃应↑αo(α左

8°α右2°)右刃应↑γo车右螺纹时左侧刃

γfe=γf＋μfαfe=αf－μf

tanμf＝f/πdw第二十九页第三十页，共39页。

切削层是指在切削过程中，由刀具在切削部分的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单程，或指只产生一圈过渡表面的动作）所切除的工件材料层。

车削的切削层即指工件转过一转，车刀主切削刃移动一个进给量的距离，车刀所切下的材料层。如图

切削层参数就是指切削层的截面尺寸。它直接决定了刀具切削部分所承受的负荷大小及切下的切屑的形状和尺寸。第四节切削层参数与切削方式一、切削层参数第三十页第三十一页，共39页。第三十一页第三十二页，共39页。指作用切削刃在基面上投影的两个极限点间的距离，即在基面内沿过渡表面度量的切削层尺寸。bD＝ap／sinKr切削层参数包括:1)切削层公称横截面积AD（如图）2)切削层公称宽度bD在切削层尺寸平面（即基面）内度量的横截面积。AD＝hDbD=apf第三十二页第三十三页，共39页。车削时的切削层尺寸第三十三页第三十四页，共39页。上述公式中可看出hD、bD均与主偏角有关，但切削层公称横截面积AD只与hD、bD或f、ap有关。1)切削层公称厚度hD（如图）

指切削层横截面积与切削层公称宽度之比，即在基面内垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。

hD＝fsinKr第三十四页第三十五页，共39页。车削时的切削层尺寸第三十五页第三十六页，共39页。二、切削方式只有一条直线切削刃参加切削称为自由切削。1、自