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第一章刀具几何角度及切削要素 Toolanglesandelementfactorsofcut 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 A 1倒棱宽度 b 1 后倒棱面 A 1倒棱宽度 b 1 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 f 0 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 Toolcuttingedgeinclinationangle 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 0Pn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 12osin p 2h dd 2h sin pd 2 0 2 sin12od 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 s 0时的外圆车刀纵车 二 切削方式 自