2 刀具几何角度.doc

1 2 刀具几何角度任何刀具都由刀头和刀柄两部分构成。刀头用于切削，刀柄用于装夹。虽然用于切削加工的刀具种类繁多，但刀具切削部分的组成确有共同点。车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。如图14所示。图14 车刀切削部分的结构121 刀具切削部分的构成要素刀具切削部分主要由刀面和切削刃两部分构成。刀面用字母与下角标组成的符号标记，切削刃用字母标记，副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。前面（前刀面）r：刀具上切屑流出的表面；后面（后刀面）A：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面；副后面（副后刀面）A：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面；主切削刃：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务；副切削刃：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务；刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。图14所给车刀是有公共前面的，这大大简化了刀具的设计、制造和刃磨，原则上刀具的主、副切削刃是可以有单独前面的。122 刀具角度参考平面与刀具角度参考系为了保证切削加工的顺利进行，获得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必须具有合理的几何形状。刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。为了描述刀具几何角度的大小及其空间的相对位置，可以利用正投影原理，采用多面投影的方法来表示。用来确定刀具角度的投影体系，称为刀具角度参考系，参考系中的投影面称为刀具角度参考平面。用来确定刀具角度的参考系有两类：一类为刀具角度静止参考系，它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义的刀具角度称为刀具标注角度；另一类为刀具角度工作参考系，它是确定刀具切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角度称为刀具的工作角度。1 刀具角度参考平面用于构成刀具角度的参考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面，如图15所示。图15 刀具角度的参考平面 基面Pr：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的安装面（或轴线）的平面。例如：普通车刀的基面Pr，可理解为平行于刀具的底面； 切削平面Ps：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面Pr的平面。它也是切削刃与切削速度方向构成的平面； 正交平面Po：过切削刃选定点，同时垂直于基面Pr与切削平面Ps的平面； 法平面Pn：过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面； 假定工作平面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Pr的平面； 背平面Pp：过切削刃选定点，同时垂直于假定工作平面Pf与基面Pr的平面。2刀具角度参考系刀具标注角度的参考系主要有三种：即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。 即正交平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件，所以，该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。 法平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和法平面Pn构成的空间三面投影体系称为法平面参考系。 假定工作平面参考系：由基面Pr、假定工作平面Pf和背平面Pp构成的空间三面投影体系称为假定工作平面参考系。123 刀具的标注角度描述刀具的几何形状除必要的尺寸外，主要使用的是刀具角度。刀具标注角度主要有四种类型，即前角、后角、偏角和倾角。正交平面参考系中的刀具标注角度如图16所示，在正交平面参考系中，刀具标注角度分别标注在构成参考系的三个切削平面上。图16 正交平面参考系刀具标注角度在基面Pr上刀具标注角度有：主偏角r主切削平面Ps与假定工作平面Pf间的夹角；副偏角r副切削平面Ps与假定工作平面Pf间的夹角。在切削平面Ps上刀具标注角度有：刃倾角s主切削刃与基面Pr间的夹角。刃倾角s有正负之分，当刀尖处于切削刃最高点时为正，反之为负。在正平面Po上刀具标注角度有：前角前面r与基面Pr间的夹角。前角有正负之分，当前面r与切削平面Ps间的夹角小于900时，取正号；大于900时，则取负号；后角O后面A与切削平面Ps间的夹角。以上五个角度r、r、s、为车刀的基本标注角度。在此，r、s确定了主切削刃的空间位置，r、s确定了副切削刃的空间位置；、则确定了前面Ar和后面A的空间位置，、则确定了副前面Ar和副后面A的空间位置。此外，还有以下派生角度：刀尖角r在基面Pr内测量的主切削平面Ps与副切削平面Ps间的夹角，r1800（rr）；余偏角r在基面Pr内测量的主切削平面Ps与背平面P间的夹角，r900r；楔角在正平面Po内测量的前面Ar与后面A间的夹角，900（）。其它参考系刀具标注角度在法平面Pn内测量的前、后角称为法前角和法后角，如图17所示。图17法平面参考系刀具标注角度在假定工作平面f和背平面Pp中测量的刀具角度有：側前角f、側后角f、背前角p和背后角p。如图18所示。图18 假定工作平面参考系刀具标注角度上述各参考系平面及角度的定义归纳在表11中。表11刀具各参考系与刀具角度定义刀具组成标注参考系刀具角度定义切削刃相关刀面代号组成平面特征符号名称构成平面测量平面SAAPoPrco前角Ar、PrPoo后角A、PsPsPr与S相切r主偏角Ps、PfP