刀具几何角度及切削要素.ppt

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,一、 切削运动与切削层,二、 切削用量、切削时间与材料切除率,切削速度,进给量,背吃刀量,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,一、 刀具的组成,前倒棱面：A1 倒棱宽度：b1,后倒棱面：A1 倒棱宽度：b1,钝圆半径：rn,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（Pr、Ps、Po） 法平面参考系（Pr、Ps、Pn） 假定工作平面参考系（Pf、Pp、Pr）,1. 刀具静止参考系, 正交平面(主剖面)参考系（Pr、Ps、Po）,基面Pr 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Ps过切削刃选定点，与切削刃相切并垂直于基面 正交平面Po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。, 法平面(法剖面)参考系（Pr、Ps、Pn）,基面Pr和切削平面Ps(同正交平面参考系) 法平面Pn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（Pr、Pf、Pp）,假定进给平面Pf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Pp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，Ve代替Vc 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,角度定义 1. 在正交平面Po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Pr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,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（Pre、Pse、Poe） Pre过切削刃上某一点，Ve的平面 Pse过切削刃上某一点，与切削刃相切并Pre的平面 Poe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（Pre、Pfe、Ppe）(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：,Pre和Pse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 = 5o ，p = 12o 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0o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 0o p = 12o p 12o sin p 2h/d d = 2 h /sin p d =2* 0.2/ sin 12o 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pfe成 角,Pf,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hD 切削宽度bD,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hD,3. 切削宽度bD,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s0时的外圆车刀纵车,二、 切削方式