第1章 刀具几何角度及切削要素.ppt

1、一、切削运动和加工表面，金属切削工具除了在工件上多余的(或保留的)金属外，还要使工件的形状、尺寸精度和表面质量满足预定的要求，这样的加工称为金属切削加工。第1节：切削运动和切削参数。为了切断工件上多余的金属，刀具和工人之间必须有相对运动，1。切割运动、主运动和进给运动。加工表面，(1)待加工表面：加工过程中待切割工件的表面。(2)加工表面：已切掉的多余金属形成符合要求的工件新表面。(3)过渡面(或切削面):加工过程中由切削刃在工件上形成的表面；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)，加工表面，平行四边形ABCD -切削层，这将在后面详细介绍

2、，切削运动和各种切削过程的加工表面，a .车削，b .孔加工：麻花钻，埋头钻，扩孔钻。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车削直径(mm) n -工件或刀具的转速(r/s或r/min)，2。进给f、进给速度vf和每齿进给fz为了切削工件表面上的所有残余运动，f -每转进给(mm/r) Vf -每秒进给(mm/s) fz -每齿进给(mm/z)，它们之间的关系是3360VF=fn=FZZn (mm/s或mm) Dw -待加工表面的直径，mm，对于钻孔：ap=dm/2 (mm)(孔半径)，3。切削深度ap:加工表面和待加工表面之间的垂直距离(mm

3、)，上述三点是切削参数的三个要素，4。切割时间(电机时间):5。材料切割速率单位时间内切割的材料体积为3 mm3/min，3。合成切割运动和合成切割速度。刀具切削部分的基本定义，1。刀具切削部分的结构要素，1。前刀面A:的切屑流过的表面，2。刀具表面与前刀面A:的过渡表面相对，3。前刀面和切削刃前刀面之间的交线S3360。4.刀头：的主切削刃和副切削刃的交点，副后刀面A，副切削刃S，A)刀头形状和刀头截面，b)刀头形状：刀头圆弧半径R，钝圆半径rn，刀头截面，2。参考平面和刀具角度参考系统，1。刀具角度参考平面，通过切削刃某一点的基面P切削平面Ps通过切削刃某一点，与切削刃相切，垂直于基面平面

4、，主轮廓Po通过切削刃某一点，垂直于基面平面和切削平面，法向轮廓Pn通过切削刃某一点，垂直于切削刃平面，进给轮廓Pf和切削深度轮廓Pp，PrVc，PsPr，2。刀具的标记角度参考系统，1)主轮廓参考系统：pr-PS-po，2)方法轮廓参考系统：pr-PS-pn，3。进给和深度轮廓参考系统：pr-PP-pf，刀具标记角度的三个参考系统，prpsp0、prpspn和prppf前刀面和基面之间的角度。(/-)，离隙角。侧面和切割平面之间的角度。(0)，主倾斜切削平面和进给方向之间的角度，次倾斜切削刃和进给运动方向之间的角度，刃倾角S测量主切削刃S和切削平面中的基面之间的角度。(/-)，2。法向截面参

5、考系(PR-PS-PN)中的标记角、法向前角N、切削深度轮廓参考系(pr-PP-pf)中的标记角、f、p、p、P0-P0、PS、等圆柱车刀的标记角，例如：绘图显示端车刀的几何角度，P0-P0、r、r、PR、PS，例如：绘图显示切削车刀的几何角度。面铣刀的几何角度，第3.1节中刀具角度的转换。直角三角形oac中主截面和法向截面之间的角度转换，s:主截面前角0和法向截面前角n，直角三角形abc:直角三角形oab:主截面前角0和法向截面前角n，s，直角odf:直角oef:直角=s，当=90，=0，2。主截面与其他截面之间的角度换算，当=90-r时，=p，当=180-r时，=f，第四节刀具的工作角度，

6、考虑合成运动和实际安装情况，刀具的实际角度-刀具的工作角度，I. 3。当刀柄中心线不垂直于进给方向时工作角度的变形；第5节：切割层和切割方法。在各种切削过程中，金属层在相对于工件沿进给方向的每次运动f (mm/r)后被一个刀齿切削。垂直于过渡面测量的切削层尺寸。(mm)纵向转动外圆时，s=0 hD=fsinr，沿过渡表面测量的切削层尺寸。(mm)当纵向转动外圆时，s=0 bD=ap/sinr，即切割层在基面中的面积。(mm2) AD=转动时的hDbD，AD=hDbD=fap，1。切割层，2。切割厚度hD，3。切割宽度BD4。切割区，公元，公元，5年。正切削和斜切削正切削：切削方法，其切削刃垂直

7、于合成切削方向(直角切削)，斜切削：切削方法，其切削刃不垂直于合成切削方向(斜角切削)，切屑： fsinrap/sinr (=:等效切屑)，自由切削：只有线性切削刃参与切削工作。辅助切削刃不参与切削工作。非自由切削：弯曲切削刃或主、副切削刃参与切削工作的切削。7。切线切屑和反切屑，6。自由切割和非自由切割、8。实际前角，切屑流动角：练习1。车削直径为80毫米、长度为200毫米的圆柱形棒材。如何在刀具主要部分的参考坐标系平面中定义pr、p0、ps和刀具角度0、0、R、S？用图表显示。练习2确定前刀面空间几何位置的角度是多少？确定侧面空间几何位置的角度是什么？3.镗刀和切槽刀几何参数的图形表示。练

8、习3: 2。当车削直径为80毫米、长度为200毫米的圆柱形棒材时，如果选择AP=4毫米、f=0.5mm毫米/r、n=240r转/分钟和r=75，试着计算切割层的切割厚度hD、切割宽度bD和标称横截面积AD。1.已知使用r=90r=20=5 0=12s=0的刀具来切割直径为5 0毫米的棒材。如果安装过程中切削刃比中心高0.2毫米，试着计算(不考虑进给运动的影响)切削后工件端面留下的剪切芯的直径。(提示)，课堂练习：思考问题：画出AB点的工作前角re和工作后角re。课堂练习解决方案1，课堂练习解决方案2，另一个，切割动作和切割元素、(1)切割动作，1。主运动，刀具和工件之间的主相对运动使得刀具的切

9、削刃及其相邻的刀具表面切入工件材料并将切削层变成切屑，从而形成工件的新表面。在切削运动中，主运动速度最高，功耗最大。切削刃上选定点相对于工件的主要运动方向是瞬时主要运动速度vc。2进给运动，刀具和工件之间的附加相对运动与主运动相配合，顺序或连续切屑。车削可以用刀具完成，工件铣削可以是间歇刨削和连续车削。进给速度vf切削刃上选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，刨削：主移动刨削器的直线运动进给移动工件移动钻孔：主移动钻头旋转进给移动钻头轴向移动插齿机：主移动插齿机上下移动进给移动工件分度运动车削外圆：主移动工件高速旋转进给移动车刀轴向移动，磨削外圆：主移动砂轮旋转进给移动工件旋转， 砂轮轴向移动铣

10、削平面：主移动铣刀旋转并进给移动工件移动镗孔：主移动刀具旋转(绕工件轴)进给移动刀具径向移动，3个合成切削运动主运动和进给运动相结合的运动称为合成切削运动。 车削是最常见和最典型的切削方法之一。以它为例，在车削过程中，工件上有三个不断变化的表面。(1)待加工表面(2)在加工表面被刀具切割后产生的新表面(3)被切削刃切割的表面，它是待加工表面和加工表面之间的过渡表面(3)切削元件、切削参数和切削层参数在切削过程中从余量变为切屑。切割层，1。切削参数、切削速度、进给量和切削量，(1)。切削速度VC，m/min指主运动的线速度，以车削为例：n为工件或刀具的转速，n为工件或刀具观察点的转速，d为mm，

11、一般为dw，(m/min)，(2)进给量f，当主运动为旋转运动时，进给量指工件或刀具沿进给方向的相对位移，单位为mmr。当主运动是线性运动时，进给量是指刀具或工件一旦线性往复运动时沿进给方向的相对位移。单位为毫米双冲程或毫米单冲程。对于多齿旋转刀具(如铣刀和齿刀)，通常使用每个齿。车削时，进给F是工件每次旋转时工件和刀具之间的相对位移，(毫米/分钟)，vf进给速度多齿刀具具有每齿进给，(3)反向进给ap，即待加工表面和工件加工表面之间的垂直距离。沿穿过切削刃基点和垂直于工作平面的方向测量的进给通常称为切削深度，单位为毫米；(4)切削时间tm是反映切削效率的一个指标，可由以下公式计算得出：L刀具

12、行程长度A半长方向的加工余量，改进切削原理ap、F、Vf中的任意一个都可以缩短切削时间，提高生产效率。金属切削速率QZ，在金属切削过程中，切削参数三要素的大小会影响切削效率。通常，这三个要素的乘积被用作衡量指标，这就是所谓的材料切割率。每分钟切削的工件材料体积是衡量切削效率的另一个指标，(mm3/min)，2切削层参数，切削层是指工件上的一层金属切削层被刀具的切削刃切削。它们与切削参数f、ap、(1)切削层参数有关，切削层的标称厚度hD垂直于被加工表面(过渡表面)测量。(2)切削层参数，由平行于被加工表面(过渡表面)的切削层标称宽度bD测量。(3)切割层的标称横截面积是在切割层的参数平面内测量

13、的横截面积。2.刀具切削部分的几何参数，(1)刀具的部件，刀头切削部分的刀头座用于夹紧，1。刀面，前刀面Ar，切屑流出的前刀面Aa，与加工表面相对的前刀面Aa，2。切削刃、主切削刃Ar和Aa的交线、副切削刃Ar和Aa的交线、3个刀头，主切削刃和副切削刃相交的一小段切削刃称为刀头，实际使用的切削部分形状扩大。(2)刀具角度，标记坐标系-静态参考系统-刀具角度，是刀具设计计算、绘图标记和磨削测量角度的基准。工作坐标系-动态参考系统-工作角度，它是确定刀具切削运动角度的基准。1 .主要截面标注系统是坐标平面，刀具标注系统是基于刀具结构的坐标平面，具有刀具的安装和定位表面以及假定的切削运动方向。基准面

14、Pr磨削测量的定位基准穿过切削刃的选定点，并平行于车刀底面的平面。或者包含穿过切削刃的选定点的刀具轴线的平面。2.切削平面PS穿过切削刃的选定点，与切削刃相切，并垂直于基础平面的平面。3.主截面P0是通过切削刃的选定点的平面，并且垂直于基准面和切削平面。四个基本角度，主偏转角：在基面上测量的主切削刃和进给运动方向之间的夹角。刃倾角：在切削平面上测量的切削刃和基准面之间的角度。斜角：前刀面和切削平面之间的夹角，在主要部分测量。后角：在主要部分测量的侧面和切割平面之间的角度。(2)刀具角度的定义，(3)三个刀具面，两个切削刃，六个独立的角度，小偏角，小刃前角，小刃前角和由上述角度计算出的刀尖角，(

15、3)前角，前角和刃倾角的正负规定，以及另一个，(1)金属切削原理，本讲座摘要基本上定义了切削运动和切削参数刀具几何参数1.1基本定义，金属切削过程：工件和刀具相互作用的过程；金属切削加工是利用刀具从工件表面切削掉多余的材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度和表面层质量等各方面都满足要求的加工方法，这就要求高质量、高效率和低成本。1.1基本定义，实现切削过程的三个条件，切削运动，工件与刀具之间的相对运动，切削性能，切削角度，切削角度，合理的几何参数，1.1.1切削运动和切削参数，1.1.1.1工件加工表面在切削过程中，工件上通常有三个不断变化的表面。待加工表面工件上待切割的表面已被切割以形成新的表面过渡表面(切割表面)。工件上被切削的表面位于加工表面和待加工表面之间。圆柱车削的切削运动和加工表面、平面刨削的切削运动和加工表面、讨论、切削时的加工表面、1.1.1.2切削运动、刀具和工件之间的相对运动(即表面成形运动)切削