第1章 刀具几何角度及切削要素最新版本课件

1、一、 切削运动和加工表面,金属切削刀具除工件上多余的（或预留的）金属，从而使工件的形态,尺寸精度表面质量都合乎预定要求，这样的加工称为金属切削加工。,第一节 切削运动与切削用量,为了切除工件上多余的金属,刀-工之间必须要有,1.切削运动,主运动,进给运动,2.加工表面,（1）待加工表面： 加工时即将被切割的工件表面。,（2） 已加工表面： 已被切去的多余金属而形成符合要求的工件新表面。,（3）过渡表面（或称切削表面）： 加工时由切削刃在工件上正在形成的那个表面；它是待加工表面和已加工表面之间的表面。,加工表面:,3.切削层：,待加工表面,加工表面 （过渡表面）,已加工表面,平行四边形ABCD-

2、切削层,后面详细介绍,各种切削加工的切削运动和加工表面,A.车削：,B.孔加工：,麻花钻,锪钻,扩孔钻,镗孔刀,铰刀,拉削,C.铣削,D.齿轮加工：,二、切削用量、切削时间与材料切除率,1. 切削速度Vc,Vc=dn/1000 (m/s或m/min),d - 工件或刀具上某一点的回转直径 (mm) n - 工件或刀具的转速 (r/s 或 r/min),2. 进给量 f 进给速度 vf 和每齿进给量 fz 进给运动,使新的金属层不断投入切削,以便切完工件表面上全部余量的运动.,f - 每转进给量 (mm/r) Vf - 每秒进给量 (mm/s) fz - 每齿进给量 (mm/z),三者之间的关系

3、: Vf = fn = fzzn (mm/s 或 mm/min),外圆柱表面车削时的切削深度可用下式计算 ap = (dw-dm)/2 (mm) dm-已加工表面直径，mm; dw-待加工表面直径，mm.,对于钻削： ap = dm/2 (mm) （孔的半径）,3. 切削深度 ap:,已加工表面与待加工表面的垂直距离(mm),以上三点就是切削用量三要素,4.切削时间 (机动时间):,5.材料切除率Q :,单位时间内所切除的材料体积 mm3/min,三、合成切削运动与合成切削速度,第二节 刀具切削部分的基本定义,一. 刀具切削部分的结构要素,1.前刀面A: 切屑流过的表面,2.后刀面A: 与过渡

4、表面相对的刀具表面,3.切削刃 S: 前刀面与后刀面相交线,4.刀尖: 主切削刃与副切削刃相交点,副后刀面 A,副切削刃 S,a) 刀契及刀契剖面形状,b) 刀尖形状,刀尖:,刀尖圆弧半径 r,钝圆半径 rn,刀契剖面：,二. 刀具角度的参考平面和参考系,1.刀具角度参考平面,基面 P 过切削刃某点,垂直与主运动方向的平面.,切削平面 Ps 过切削刃某点,与切削刃相切,垂直与基面的平面.,主剖面 Po 过切削刃某点,垂直与基面和切削平面的平面.,法剖面 Pn 过切削刃某点,垂直与切削刃的平面.,进给剖面 Pf 和切深剖面 Pp,PrVc,PsPr,2.刀具的标注角度参考系,1） 主剖面参考系

5、： Pr-Ps-Po,2） 法剖面参考系 ： Pr-Ps-Pn,3.进给、切深剖面参考系 ： Pr-Pp-Pf,刀具标注角度的三个参考系,PrPsP0,PrPsPn,PrPpPf,1.主剖面参考系里的标注角度 (Pr-Ps-Po),三. 刀具的标注角度, 前角。 前刀面与基面的夹角. (+/-), 后角。 后刀面与切削平面的夹角. (0), 主偏角 切削平面与进给方向的夹角., 副偏角副切削刃与进给运动方向的夹角., 刃倾角s 在切削平面內测量主切削刃S与基面的夹角.(+/-),2.法剖面参考系里的标注角度 ( Pr-Ps-Pn ), 法前角n, 法后角n,3.进给,切深剖面参考系里的标注角度

6、 (Pr-Pp-Pf), f f, p p,P0-P0,Ps,ISO 外圆车刀的标注角度,例：作图表示端面车刀的几何角度,P0-P0,r,r,pr,ps,例：作图表示切断车刀的几何角度,r,0,Po-Po,Po-Po,0,圆柱形铣刀几何角度,s,面铣刀的几何角度,第三节 刀具角度的换算,一. 主剖面与法剖面内的角度换算,s,在直角三角形oac中：,主剖面前角0与法剖面前角n,在直角三角形abc中：,在直角三角形oab中：,主剖面后角0与法剖面后角n,s,在直角 odf 中：,在直角 oef 中：,在直角 oed中：,s,0,当=0时，=s,当=90时，= 0,二. 主剖面与其他剖面内的角度换算

7、,当=90-r时，=p,当=180-r时，=f,第四节 刀具的工作角度,考虑合成运动和实际安装情况时,刀具的实际角度-刀具工作角度,一. 进给运动对工作角度的影响,二. 刀刃上选定点安装高低对工作角度的影响,三. 刀柄中心线与进给方向不垂直时工作角度的变形,第五节 切削层与切削方式,在各种切削加工中,刀具相对于工件沿进给运动方向每移动 f (mm/r) 之后,一个刀齿正在切削的金属层。,垂直于过渡表面来测量的切削层尺寸。(mm) 当纵车外圆时, s = 0 hD = fsinr,沿过渡表面来测量的切削层尺寸。(mm) 当纵车外圆时, s = 0 bD = ap/sinr,切削层在基面内的面积.

8、 (mm2) AD = hDbD 对于车削 AD = hDbD = fap,1.切削层,2.切削厚度 hD,3.切削宽度 bD,4.切削面积 AD,AD,5.正切削与斜切削,正切削: 切削刃垂直于合成切削方向的切削方式.(直角切削),斜切削: 切削刃不垂直于合成切削方向的切削方式.(斜角切削),正切屑: fsinrap/sinr (=:对等屑),自由切削:只有直线形切削刃参加切削工作,副切削刃不参加切削工作的切削. 非自由切削:曲线形切削刃或主,副切削刃参加切削工作的切削.,7.正切屑和倒切屑,6. 自由切削与非自由切削,8.实际前角,流屑角：,习题一：,1. 车削直径80mm，长200mm棒

9、料外圆，若选用ap=4mm, f=0.5mm/r, n=240r/min,试计算切削速度vc、切削机动时间tm、材料切除率Q为多少？,2.刀具主剖面参考系平面中pr, p0, ps及其刀具角度0 、0 、r、 s 如何定义？用图表示之。,习题二：,2.确定前刀面空间几何位置的角度有哪些？确定后刀面空间几何位置的角度有哪些？,3. 作图表示镗孔刀、切槽刀的几何参数。,习题三：,2.车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若选用ap=4mm, f=0.5mm/r, n=240r/min, r=75试计算切削厚度hD、切削宽度bD和切削层公称截面积AD。,1. 已知用r=90r=20=5 0=12s

10、=0的切断刀切断直径50mm棒料。若切削刃安装时高于中心0.2mm,试计算（不考虑进给运动的影响）切断后工件端面留下的剪断心柱直径。（提示）,课堂练习：,思考题：,作图表示AB两点的工作前角re和工作后角re 。,0e,课堂练习解答1,课堂练习解答2,又一个,一 切削运动与切削要素,（一）切削运动,1.主运动,刀具与工件之间主要的相对运动 使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料 使被切削层转变为切屑，从而形成工件的新表面。 切削运动中，主运动速度最高，消耗功率最大 主运动方向切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向 切削速度vc切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度,2进给运动,刀具与

11、工件之间附加的相对运动 配合主运动依次地或连续不断地切除切屑 可由刀具完成车削、工件完成铣削 可以是间歇的刨削、连续的车削 进给运动方向切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给方向。 进给速度vf切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度,刨削：主运动刨刀的直线运动 进给运动工件移动 钻削：主运动钻头旋转 进给运动钻头轴向移动 插齿：主运动插齿刀上下运动 进给运动工件分度运动等 车外圆：主运动工件高速旋转 进给运动车刀轴向运动,磨外圆：主运动砂轮旋转 进给运动工件转动，砂轮轴向移动 铣平面：主运动铣刀旋转 进给运动工件移动 镗孔：主运动刀具旋转（绕工件轴线） 进给运动刀具径向移动,3合成切削运动

12、主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。,（二）、切削加工过程中的工件表面,车削加工是一种最常见的、典型的切削加工方法 以它为例，车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面。,(1)待加工表面工件上有待切除的表面 (2)已加工表面经刀具切削后产生的新表面 (3)过渡表面(或称切削表面) 切削刃正在切削的表面 它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面,（三）、切削要素,切削过程的切削用量要素和在切削过程中由余量变成切屑的切削层参数。,切削层,1.切削用量要素 切削速度 进给量 背吃刀量,(1).切削速度 VC,m/min 指主运动的线速度，以车削为例： n工件或刀具的转速，n为rmin d工

13、件或刀具观察点的旋转直径，d为mm 一般取dw,（m/min),(2).进给量 f,指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量 主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mmr 当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm双行程或mm单行程 对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量fz，单位为mmz或mm齿，它与进给量f的关系为 f=zfz,进给量是进给运动的单位量。车削时进给量f是取工件每旋转一周的时间内，工件与刀具相对位移量,（mm/min),vf进给运动速度 多齿刀具有每齿进给量,(3

14、).背吃刀量ap,工件待加工表面与加工表面之间的垂直距离 在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测 量的吃刀量 一般称为切削深度，单位为mm； dw待加工表面直径 dm已加工表面直径,(4).切削时间tm,切削时间是反映切削效率高低的一种指标 车外圆时切削时间tm可由下式计算 L刀具行程长度 A半长方向加工余量,提高切削用理ap、f、Vf中任何一个要素，都可缩短切削时间，提高生产效率。,(5).金属切除率QZ,在金属切削过程中，切削用量三要素选配的大小，将影响切削效率的高低，通常用三要素的乘积作为衡量指标，称为材料切除率 每分钟切下工件材料的体积 是衡量切削效率高低的另一种指标,（mm3/mi

15、n）,2切削层参数,切削层是指工件上正被刀具切削刃切削着的一层金属 切削层参数基面中测量的切削层长度、宽度和面积。 它们与切削用量f、ap 有关,(1)切削层公称厚度hD垂直于正在加工的表面(过渡表面)度量的切削层参数。 (2)切削层公称宽度bD平行于正在加工的表面(过渡表面)度量的切削层参数。 (3)切削层公称横截面积A D在切削层参数平面内度量的横截面积。,二、刀具切削部分的几何参数,(一)刀具的组成 部分,刀面 刀头-切削部分 刀刃 刀尖 刀杆-用于装夹,1.刀 面,前刀面Ar 切屑流出时经过的刀面 后刀面Aa 与加工表面相对的刀面 副后刀面Aa 与已加工表面相对的刀面,2。切削刃,主切

16、削刃S Ar与Aa的交线 副切削刃S Ar与Aa的交线,3 刀尖,主、副切削刃汇交的一小段切削刃称刀尖,实际使用的刀具切削部分放大形状,（二）、刀具角度,标注坐标系-静态参考系-刀具角度 它是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量角度时基准。 工作坐标系-动态参考系-工作角度 它是确定刀具切削运动中角度的基准。,1。主剖面标注系坐标平面,刀具标注系坐标平面是以刀具结构为基础，以刀具的安装定位面及假定的切削运动方向建立起来的坐标平面。,1.基面Pr 刃磨测量的定位基准 通过切削刃某选定点，平行于车刀底面的平面。或为通过切削刃某选定点，包含刀具轴线的平面。 2.切削平面PS 通过切削刃某选定点，与切削刃

17、相切，且垂直于基面的平面。 3.主剖面PO 主剖面是通过切削刃某选定点，同时垂直于基面与切削平面的平面。,四个基本角度,主偏角 ：基面中测量的主切削刃与进给运动方向间夹角。 刃倾角 ：切削平面中测量的切削刃与基面间夹角。 前角 ：主剖面中测量的前刀面与切削平面间的夹角。 后角 ：主剖面中测量的后刀面与切削平面间的夹角。,（二）刀具角度定义,三个刀面、两条刀刃、六个独立角度,副偏角 、副刃后角,派生角度：由以上角度推算 副刃倾角 ，副刃前角 楔角 刀尖角,（三）前角、后角、刃倾角正负的规定,又一个,1 金属切削原理,本讲提要 基本定义 切削运动和切削用量 刀具几何参数 切削层参数 本讲重点 刀具

18、标注角度 作业,1.1基本定义,金属切削过程 工件与刀具相互作用的过程 金属切削加工 用刀具从工件表面上切除多余的材料，以获得自几何形状，尺寸精度，表面粗糙度及表面层质量等各个方面符合要求的加工方法，要求高质量，高效率，低成本。,1.1基本定义,实现切削过程的三个条件 切削运动 工件与刀具之间要有相对运动 切削性能 刀具材料必须具备一定的切削性能 切削角度 刀具必须具有合理的几何参数,1.1.1切削运动与切削用量,1.1.1.1工件加工表面 在切削过程中，工件上通常存在着三个不断变化的表面。 待加工表面工件上即将切除的表面 已加工表面工件上已经切除而形成的新表面 过渡表面(切削表面)工件上正在

19、切削的表面，介于已加工表面和待加工表面之间。,外圆车削的切削运动与加工表面,平面刨削的切削运动与加工表面,讨论,车断切削时的加工表面,1.1.1.2 切削运动,切削运动 刀具与工件间的相对运动（即表面成形运动） 切削运动可分为主运动和进给运动。 主运动和进给运动的向量和称为合成切削运动,(1)主运动,【主运动】由机床提供的刀具与工件间主要的相对运动，使刀具切削刃切入工件材料的运动 【主要特征】速度高、消耗功率大、通常只有一个 【形式】直线或旋转 【状态】连续或间歇 【主运动方向】不考虑进给运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向 【切削速度vc】切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬

20、时速度,(2)进给运动,【进给运动】使主运动能够连续进行，切除工件上多余材料, 形成满足一定要求的已加工表面的运动 【主要特征】速度低、消耗功率小、可以有多个 【形式】直线或旋转，或他们的组合 【状态】连续或间歇 【进给运动方向】不考虑主运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向。 【进给速度vf 】切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。,(3)合成切削运动,合成切削运动： 由主运动和进给运动合成的运动 合成切削运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向 合成切削运动速度ve： 切削刃上选定点相对于工件的合成运动的瞬时速度 合成切削运动速度角： 主运动方向与合

21、成切削运动方向之间的夹角,切削运动分析方法,确定加工过程中总共有哪些运动 选定其中一个运动 假定没有其他运动，看其产生的结果 根据定义进行判断,(4)切削用量三要素,切削速度vc 进给量f 背吃刀量（切削深度）ap,切削速度vc,刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的速度，单位为m/s。 由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。 车削外圆时的切削速度计算公式：V=dwn/1000其中: dw工件待加工表面的直径(mm)； n工件的转速(r/s)。,进给量f,在主运动每转一转或每一行程时，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，单位是mm/r(用于车削、镗削

22、等)或mm/d.str(毫米/双行程，double stroke) (用于刨削、磨削等)。 进给量表示进给运动的速度。进给运动速度还可以用进给速度Vf（单位mm/s)或每齿进给量fz(用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是mm/齿)表示：Vf=nf=nzfz其中： n主运动的转速(mm/s)； z刀齿齿数。,背吃刀量ap,在垂直于主运动方向和进给方向的工作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。 注：它是主切削刃的工作长度在包含主运动和进给运动速度的平面的垂线上的投影长度。 对于外圆车削，背吃刀量为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。 ap=(dw-dm)/2 其中： dw

23、工件待加工表面的直径(mm)；dm工件已加工表面的直径(mm)。,讨论,确定下列加工方法的切削运动 钻孔 外圆磨削 滚齿 确定下列加工方法的切削用量 外圆车削时的背吃刀量ap 平面刨削,1.1.2刀具几何参数,刀具切削部分的组成要素 确定刀具角度的参考平面 刀具的标注角度 刀具的工作角度,1.1.2.1刀具切削部分的组成要素,刀具切削部分的组成 外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）组成可用一句话总结： “三面两刃一尖” 前面 主后面 副后面 主切削刃 副切削刃 刀尖,1.1.2.1刀具切削部分的组成要素,前面A：刀具上与切屑接触并相互作用的表面。 主后面A：刀具上与工件过

24、渡表面相对并相互作用的表面。 副后面A：刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。 主切削刃S：前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。 副切削刃S：前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。 刀尖：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的直线段，折线段，或圆弧。,刀具组成示意图,1.1.2.2确定刀具切削刃角度的参考平面,要确定和测量刀具角度，必须引入三个参考平面：（1）基面Pr 通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。（2）切削平面Ps 通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面。 （3）正交平面Po 通过主切削刃上某一点并与主

25、切削刃在基面上的投影相垂直的平面。PrPsPo 切削平面、基面和正交平面共同组成标注刀具角度的平面参考系。常用的标注刀具角度的参考系还有法平面参考系、背平面和假定工作平面参考系。,1.1.2.3刀具标注角度的参考系,正交平面参考系中的标注角度,1.1.2.4刀具的标注角度,刀具的标注角度是制造和刃磨刀具所需要的，并在刀具设计图上予以标注的角度。刀具的标注角度主要有五个（共18个），以车刀为例，表示了几个角度的定义。 前角0：在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负和零值之分，其符号规定如图所示。 后角0：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表

26、示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。,刀具的标注角度,主偏角r在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。 副偏角r在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。 刃倾角s在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角.当主切削刃呈水平时,s=0;刀尖为主切削刃最低点时，s0;刀尖为主切削刃上最高点是，s0.,1.1.2.5刀具的工作角度,在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上述标注角度会发生一定的变化。角度变化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改变。以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的

27、刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。,进给运动对刀具工作角度的影响,横向进给运动的影响,纵向进给的影响,刀具安装位置对刀具工作角度的影响,刀具安装高低的影响,刀杆中心线与进给方向不垂直时的影响,1.1.3切削层参数,在切削过程中，刀具的切削刃在一次走刀中从工件待加工表面切下的金属层，称为切削层。 切削层公称厚度ac 切削层公称宽度aw 切削层公称横截面积Ac,切削层公称厚度ac,在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸，即相邻两过渡表面之间的距离。ac反映了切削刃单位长度上的切削负荷。 ac=f*sinkr其中：ac切削层公称厚度(mm)； f进给量(mm/r）； kr车刀主偏角(。)。,切削

28、层公称宽度aw,沿过渡表面测量的切削层尺寸。aw反映了切削刃参加切削的工作长度。 aw=ap/sinkr其中：aw切削层公称宽度(mm)。,切削层公称横截面积Ac,切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积。 Ac=acaw=fsinkrap/sinkr=fap 其中: Ac切削层公称横截面积(mm2)。,背吃刀量,外圆车削时的背吃刀量,又一个,刀具的基本定义及车刀简介 刀具材料及切削机理 孔加工刀具 铣刀 刀具合理几何参数的选择 切削用量的选择 刀具的磨损和耐用度 成形刀具及其它刀具介绍 刀具的一般设计过程 数控加工刀具简介,授 课 计 划,第一讲刀具的基本定义及车刀简介,一.金属切削加工的基本知

29、识,金属切削加工利用刀具切除被加工零件多余的材料，形成已加工表面。 金属切削加工的目的 使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。 两个基本条件 切削运动 刀具 是机械制造工业中最基本的加工方法，在国民经济中占有重要地位。,1. 切削运动 为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对运动，即切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动。,主运动,刀具与工件之间主要的相对运动。 使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料使被切削层转变为切屑，从而形成工件的新表面。 切削运动中，主运动速度最高，消耗功率最大。 主运动方向切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。 切削速度vc

30、切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。,进给运动,刀具与工件之间附加的相对运动。 配合主运动依次地或连续不断地切除切屑。 可由刀具完成车削、工件完成铣削 可以是间歇的刨削、连续的车削 进给运动方向切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给方向。 进给速度vf切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。,合成切削运动,主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。,各种切削加工的切削运动,2. 切削加工过程中的工件表面,切削刃相对于工件的运动过程, 就是表面形成过程。 在这个过程中, 切削刃相对于工件的运动轨迹面就是工件上的加工表面和已加工表面。 有两个要素，一是切削刃, 二是切削运动。 不同的切

31、削运动的组合,即可形成各种工件表面。 车削加工是一种最常见的、典型的切削加工方法，以它为例，车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面。,(1) 待加工表面工件上有待切除的表面。 (2) 已加工表面经刀具切削后产生的新表面。 (3) 过渡表面(或称切削表面) 切削刃正在切削的表面。它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。,各种切削加工的工件表面,3. 切削要素,切削过程的切削用量和在切削过程中由余量变成切屑的切削层参数。,衡量切削运动量的大小。 包括三要素 切削速度Vc 进给量f(或进给速度Vf) 背吃刀量ap,切削用量,m/min 指主运动的线速度，以车削为例：,（m/min),切削速度V

32、C,n工件或刀具的转速，n为rmin d工件或刀具观察点的旋转直径，d为mm一般取dw,进给量f,主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mmr 当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm双行程或mm单行程 对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量fz，单位为mmz或mm齿，它与进给量f的关系为 f=zfz,指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量,进给量f,进给量是进给运动的单位量。车削时进给量f是取工件每旋转一周的时间内，工件与刀具相对位移量,(mm/min),Vf 进给运动速度

33、多齿刀具有每齿进给量,背吃刀量ap,dw待加工表面直径 dm已加工表面直径,工件待加工表面与加工表面之间的垂直距离 在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的吃刀量 一般称为切削深度，单位为mm；,各种切削加工的切削用量,切削层参数,切削层是指工件上正被刀具切削刃切削着的一层金属。 切削层参数基面中测量的切削层长度、宽度和面积。 它们与切削用量f、ap 有关。,切削层参数,(1)切削层公称厚度hD垂直于正在加工的表面(过渡表面)度量的切削层参数。它反映了切削刃单位长度上的切削负荷。,(2)切削层公称宽度bD平行于正在加工的表面(过渡表面)度量的切削层参数。它反映了切削刃参加切削的工作长度。,

34、(3)切削层公称横截面积AD在切削层参数平面内度量的横截面积。,各种切削加工的切削层参数,二、刀具角度,1.刀具的构成,金属切削刀具的种类很多，其形状、结构各不相同，但是它们的基本功用都是在切削过程中，用刀刃从工件毛坯上切下多余的金属。在结构上它们都具有共同的特征，尤其是它们的切削部分。,由工作部分和非工作部分构成。,车刀的工作部分比较简单，只由切削部分构成，非工作部分就是车刀的柄部(或刀杆)。,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。,刀 面,前刀面 切屑流过的表面，以A表示。,主后刀面 与工件上过渡表面相对的表面

35、，以A表示。,副后刀面 与工件上已加工表面相对的表面，以A表示。,切削刃,主切削刃 前刀面与主后刀面的交线，记为S。 它承担主要的切削工作。,副切削刃 前刀面与副后刀面的交线，记为S。 它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。,刀 尖,三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃二条刀刃汇交的一小段切削刃。,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。,其他各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等，都可以看成是车刀的演变和组合。,2. 刀具标注角度,刀具要从工件上切下金属，必须具有一定的角度，也正是由于切削角度才决定了刀具切削部分各表面的空间位置。要确定和测量

36、刀具角度，必须引入一个空间坐标参考系。,工作坐标系-动态参考系-工作角度 它是确定刀具切削运动中角度的基准。 标注坐标系-静态参考系标注角度 它是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量角度时基准。它是在假定条件下的工作角度。,(1)假定运动条件：给出刀具假定主运动方向和假定进给方向，而不考虑进给运动的大小。 (2)假定安装条件：刀具安装基准面垂直于主运动方向，刀杆的中心线与进给运动方向垂直，刀具刀尖高与工件中心轴线等高。,确定刀具标注角度参考系时做的二个假定,基面r 通过主切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。,切削平面s 通过主切削刃上选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平面。,正交

37、平面o 通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。,刀具标注角度的参考系平面,正交平面参考系Pr-Ps-Po 最常用的刀具标注角度参考系,法平面n 通过主切削刃上选定点，垂直于切削刃的平面。,法平面参考系Pr-Ps-Pn,假定工作平面f、Pp Pf：通过主切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于该点基面的平面。 Pp：通过切削刃上选定点同时垂直于Pr和Pf的平面。,假定工作平面参考系Pr-Pf-Pp,刀具标注角度,1）基面中测量的刀具角度,主偏角r 主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角 主偏角一般为正值。,副偏角r 副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。 副偏角一

38、般为正值。,主切削刃和副切削刃之间的过渡刃参数将改变刀尖的几何形状,用刀尖圆弧半径r描述，当r=0时为尖角过渡，r0时为圆角过渡，直线过渡时用 和b参数描述。,刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之间的夹角，它是派生角度。 r180-(r r) r是标注角度是否正确的验证公式之一。,刀具标注角度,2）切削平面中测量的刀具角度,刃倾角有正负之分： 当主切削刃呈水平时，s0； 刀尖为主切刃上最高点时，s0； 刀尖为主切刃上最低点时，s0。,刃倾角s主切削刃与基面间的夹角。,刀具标注角度,3）正交平面中测量的刀具角度,前角o 在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。 根据前刀面和基面的相对位置不同分

39、别规定正前角、零度前角和负前角。,后角o 在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角。 后角一般为正值。,刀具标注角度,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。,楔角o 前面与后面之间的夹角，它是个派生角。 o90(Oo) o也是判断标注是否正确的验证式之一。,刀具标注角度,法平面参考系刀具标注角度,法平面参考系刀具标注角度，在基面Pr和切削平面Ps内表示的角度r、r、r和s与正交平面参考系是相同的。 将O 、o、o改为在法平面Pn内的法向前角n、法向后角n 、和法向楔角n 。,假定工作平面参考系刀具标注角度,假定工作平面参考系刀具标注角度，只有在基面Pr内表示的角度r、r、r与正交平面参考系是相同的。 Pf中标注：进给前角f、进给后角f 、进给楔角f 。 Pp中标注：切深前角p、切深后角p 、切深楔角p 。,3.刀具角度的换算,在设计和制造刀具时，需要对不同参考系的标注角度进行换算也就是正交平面、法平面、假定工作平面之间的角度换算。,例如：在刀具设计、制造、刃磨和检验中，常常需要知道主刀刃在法平面内的角度；