刀具几何角度与切削要素

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1、第一章刀具几何角度及切削要素本章主要介绍国际标准规定的有关“金属切削与工具”的术语、符号及定义。其主要内容是以车刀为代表,它在切削时具有的运动，瞬时切下金属层的形状及测定的尺寸，刀头形状及具有的角度。本章难点是车刀刀头上不同剖面角度间的关系；刀具工作角度的变化规律。第一节切削运动与切削用量一.切削运动与切削层切削运动指切削加工时，切削工具和工件之间的相对运动。1、主运动由机床或人力提供的刀具与工件之间主要的相对运动,它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。在切削运动中，主运动速度

2、最高、耗功最大，是切下切屑所必须的基本运动。①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。②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。刀具与工件之间附加的相对运动,它配合主运动依次地或连续不断地切除切屑,从而形成具有所需几何特性的已加工表面。进给运动可由刀具完成(如车削)，也可由工件完成(如铣削)，可以是间歇的（如刨削）,也可以是连续的（如车削）。2、进给运动①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。②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、切削层切削时刀具切过工件的一个单

3、程所切除的工件材料层。其中，四边形ABCD称为切削层公称横截面积。切削层实际横截面积是四边形ABCE，ΔAED为残留在已加工表面上的横截面积。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。不同的切削运动的组合,即可形成各种工件表面。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。车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面。（1）待加工表面工件上待切除的表面。（2）已加工表面工件上经刀具切削后产生的

4、新表面。（3）过渡表面工件上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。二、切削用量、切削时间与材料切除率1、切削速度指切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度。外圆车削的切削速度为vc=πdn/10002、进给量是指刀具或工件在进给运动方向上相对工件或刀具的位移量。当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mm/r；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/str或mm/单行程；切削用量是切削加工过程中切削

5、速度、进给量和背吃刀量的总称。车削时，进给运动速度：Vf=nf3、背吃刀量ap在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸,外圆车削:ap＝(dw-dm)/2三要素的乘积作为衡量指标，单位为mm3/min，Q=1000vcfap4、切削时间tm切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间，单位为mintm=LA/vcap5、材料切除率Q三、合成切削速度与合成切削运动合成切削运动是主运动与进给运动合成的运动。切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度称合成切削速度。Ve=Vc+Vf第二节刀切削部分的基本定义一、刀具的构成由工

6、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。（1)前刀面Aγ切屑流过的刀面。1.刀面（2)主后刀面Aa与工件正在被切削加工的表面（过渡表面）相对的刀面。（3)副后刀面Aa’与工件已切削加工的表面相对的刀面。图2－4图2－4车刀的构成2.刀刃（1）主切削刃S前面与主后面在空间的交线。（2）副切削刃S'前面与副后面在空间的交线。3．刀尖三个刀面在空间的交点，也

7、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。为提高刃口强度以满足不同加工要求，在前后面上均可磨出副倒棱面。为了改善刀尖的切削性能，常将刀尖做成修圆刀尖或倒角刀尖。刀具角度是为刀具设计、制造、刃磨和测量时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削部分几何形状（各表面空间位置）的重要参数。用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面称为参考系;参考系可分为刀具静止参考系和刀具工作参考系两类。（二）刀具角度参考系在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参考系

8、称为刀具静止参考系或标注角度参考系。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。1.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。(1)基