第一章刀具几何角度及切削要素

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一章,刀具几何角度及切削要素,Tool angles and element factors of cut,主要内容,一、切削运动与切削用量,二、刀具切削部分的基本定义及参考系三、刀具角度四、切削层参数与切削方式,什么叫做金属切削加工？,金属切削加工,用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，从而获得在形状、尺寸精度、表面质量上都符合预定要求的加工。,切削加工工艺系统,机床、夹具、刀具、工件,金属切削加工方法,车、铣、刨、钻、磨,、镗、拉、插、铰、扩、刮、滚、珩、推等。,切削运动与切削用量,待加工表面,即将被切除金属层的表面,过渡表面,主切削刃正对的表面,已加工表面,切除多余金属后形成的表面,主运动,刀具与工件之间的相对运动,进给运动,刀具与工件之间的附加运动,切削层,刀具单程切过工件的一个工件材料层,一、切削运动与切削层,二、切削用量、切削时间与材料切除率,切削用量,切削速度,进给量,背吃刀量,切削时间,材料切除率,关于切削时间,三、切削时的合成速度向量,刀具切削部分的基本定义及坐标系,刀柄,刀头,三面,两刃,一尖,后刀面,(,A,),工件过渡表面相对的表面,副后刀面,(,A,),与已加工表面相对的表面,前刀面,(,A,),切屑流过的表面,主切削刃,(S),前、后刀面相交的部分,副切削刃,(S),前、副后刀面相交的部分,刀尖,主切削刃和副切削刃相交的部分,A,A,S,S,A,一、刀具的组成,前倒棱面：,A,1,倒棱宽度：,b,1,后倒棱面：,A,1,倒棱宽度：,b,1,钝圆半径：,r,n,刀尖圆弧半径：,r,倒角刀尖长度：,b,刀尖倒角偏角：,二、刀具角度参考系,静止参考系,刀具设计时表明刀具角度形状,工作参考系,工作时反映刀具有效的工作角度,正交平面参考系（,P,r,、,P,s,、,P,o,）,法平面参考系（,P,r,、,P,s,、,P,n,）,假定工作平面参考系（,P,f,、,P,p,、,P,r,）,1.,刀具静止参考系,正交平面,(,主剖面,),参考系（,P,r,、,P,s,、,P,o,）,基面,P,r,通过切削刃上某一选定点，垂直于切削速度的平面,切削平面,P,s,过切削刃选定点，与切削刃相切并垂直于基面,正交平面,P,o,通过切削刃上某一选定点，垂直于切削刃在基面上投影的平面。,P,s,、,P,r,、,P,0,互相垂直，构成正交平面参考系,法平面,(,法剖面,),参考系（,P,r,、,P,s,、,P,n,）,基面,P,r,和,切削平面,P,s,(,同正交平面参考系,),法平面,P,n,通过切削刃上某一选定点，垂直于切削刃的平面。,假定工作平面,(,进给,-,切深剖面,),参考系（,P,r,、,P,f,、,P,p,）,假定进给平面,P,f,过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面,假定切深平面,P,p,过切削刃选定点既垂直假定工作平面又垂直于基面的平面,2.,刀具工作参考系,(,在工作状态下,),工作坐标系与静止坐标系的区别：,f0,，,V,e,代替,V,c,刀具安装位置不准确,切削速度发生变化，使得各平面方向发生变化,三、刀具角度,刀具切削部分投影图的画法,副切削刃的正交平面视图,主切削刃的正交平面视图,P,r,投影视图,P,s,投影视图,角度定义,1.,在正交平面,P,o,内测量,前角,0,前刀面与基面的夹角,后角,0,后刀面与切削平面的夹角,楔角,0,前刀面与后刀面的夹角,2,.,在基面,P,r,内测量,主偏角,r,主切削刃与进给方向在基面上投影的夹角,副偏角,r,副切削刃与进给方向在基面上投影的夹角,刀尖角,r,主、副切削刃在基面上投影的夹角,余偏角,r,主切削刃与假定切深方向在基面上投影的夹角,r,3,.,在副切削刃的正交平面内测量,副后角,0,副后刀面与副切削平面的夹角,副前角,0,前刀面与基面的夹角,4,.,在切削平面,Ps,内测量,刃倾角,s,主切削刃与基面的夹角,刀尖为最低点,刀尖为最高点,锐角,为,正,，,钝角,为,负,Tool cutting edge inclination angle,5,.,正交平面,与,法平面,系的角度换算,正交平面通过切削刃上某点，垂直于,切削刃在基面上投影,的平面,法平面通过切削刃上某点，垂直于,切削刃,的平面,Po,内测量的角度：,0,，,0,，,0,Pn,内测量的角度，,n,，,n,，,n,垂直于基面的任一剖面与正交平面角度换算,6,.,小结,要求掌握,10,个刀具角度,基本角度,0,、,0,、,0,、,r,、,r,、,s,派生角度,0,、,r,、,r,、,0,角度之间可以相互换算,6,.,刀具角度的一面二角分析法,一面二角：,空间任一平面定位只需两个角度,直头外圆车刀,前面：,0,，,s,后面：,0,，,r,副后面：,0,，,r,45,度弯头车刀,12,前面：,0,，,s,12,后面：,0,，,r,23,副后面：,0,，,r,14,副后面：,0,，,r,四、刀具的工作角度,(,在工作状态下的切削角度,),以刀具与工件的,相对位置、相对运动,为基础所建立的,工作参考系,定义的角度,讨论,2,个问题,刀具工作坐标系是如何建立的,当标注角度已知的时候，如何计算工作角度,工作正交平面参考系,（,P,re,、,P,se,、,P,oe,）,P,re,过切削刃上某一点，,Ve,的平面,P,se,过切削刃上某一点，与切削刃相切并,Pre,的平面,P,oe,过切削刃上某一点，,切削刃在,Pre,上,投影的平面,工作前角,0e,前刀面与基面的夹角,工作后角,0e,后刀面与切削平面的夹角,工作主偏角,re,主切削刃与进给方向在,Pr,上 投影的夹角,工作副偏角,re,副切削刃与进给方向在,Pr,上投影的夹角,工作副后角,0e,副后刀面与副切削平面的夹角,工作刃倾角,se,主切削刃与基面的夹角,工作法平面参考系,（,P,re,、,P,fe,、,P,pe,）,(,自学,),一,.,进给运动对工作角度的影响,工作角度计算,大多数情况下，进给速度远小于主 运动速度，,刀具工作角度近似于标注角度，但有时进给速,度和主运动速度相比不能忽略，则必须加以考,虑,主要分析横车和纵车的情况,工作坐标系不同于静止坐标系，导致工作角度与标注角度不同,基面改变,切削平面改变,正交平面不变,1.,横车,以切断刀为例,特点：,P,re,和,P,se,都,发生倾斜,2.,纵车,特点：,二,.,刀具安装对工作角度的影响,刀尖高于或者低于工件中心线,刀杆与进给方向不垂直,1.,刀尖高于,(,低于,),工件中心,测试题,用,p,=5,o,，,p,=12,o,的切断刀切断直径为,50mm,的棒,料。若刀刃安装时高于中心,0.2mm,，试,计算切断后工件端面留下的剪断心柱直径。,提示：在切断过程中，工作后角减小到,0,o,时，刀刃无切削作用。,刀具安装位置对工作角度的影响,解答,pe,p,-,p,pe,0,o,p,=12,o,p,12,o,sin,p,2h/d,d=2 h/sin,p,d=2*0.2/sin 12,o,d=1.92mm,2.,刀杆与进给方向不垂直,刀杆中心与正常位置偏,角时，刀具标注工作角度的假定工作平面与现工作平面,p,fe,成,角,P,f,回答问题,1,、当切削点高于工件中心时，对工作前角、后角有何影响？,2,、刀杆中心与进给方向不垂直，当刀杆中心与正常位置逆时针偏,角时，如何影响刀具的工作角度？,切削层参数与切削方式,一、切削层参数,切削层,切削厚度,h,D,切削宽度,b,D,工件（刀具）每转一圈,刀具切削刃从工件上切削下来转化为切屑的金属层,称为,切削层,1.,切削层,垂直与工件过渡表面方向切削层的尺寸,当,s,0,时的外圆车刀纵车：,2.,切削公称厚度,h,D,3.,切削宽度,b,D,沿着工件过渡表面方向切削层的尺寸，等于,主切削刃工作长度在基面的投影,当,s,0,时的外圆车刀纵车,二、切削方式,自由切削与非自由切削,正交切削,(,直角切削,),与非正交切削,实际前角,本章重点,刀具坐标系（主剖面坐标系）,刀具标注角度（,6,个基本角度定义和画法）,切削层参数,本章复习思考题,1,金属切削原理及刀具,复习思考题,P20-21:,第,1-1,、,1-2,、,1-9,题,2,上课提出的思考题,