第1章 刀具几何角度及切削要素

一、切削运动和加工表面,金属切削刀具除工件上多余的（或预留的）金属，从而使工件的形态,尺寸精度表面质量都合乎预定要求，这样的加工称为金属切削加工。,第一节切削运动与切削用量,为了切除工件上多余的金属,刀-工之间必须要有相对运动,1.切削运动,主运动,进给运动,2.加工表面,（1）待加工表面：加工时即将被切割的工件表面。,（2）已加工表面：已被切去的多余金属而形成符合要求的工件新表面。,（3）过渡表面（或称切削表面）：加工时由切削刃在工件上正在形成的那个表面；它是待加工表面和已加工表面之间的表面。,加工表面:,二、切削用量、切削时间与材料切除率,1.切削速度Vc,Vc=dn/1000(m/s或m/min),d-工件或刀具上某一点的回转直径(mm)n-工件或刀具的转速(r/s或r/min),2.进给量f进给速度vf和每齿进给量fz进给运动,使新的金属层不断投入切削,以便切完工件表面上全部余量的运动.,f-每转进给量(mm/r)Vf-每秒进给量(mm/s)fz-每齿进给量(mm/z),三者之间的关系:Vf=fn=fzzn(mm/s或mm/min),外圆柱表面车削时的切削深度可用下式计算ap=(dw-dm)/2(mm)dm-已加工表面直径，mm;dw-待加工表面直径，mm.,对于钻削：ap=dm/2(mm)（孔的半径）,3.切削深度ap:,已加工表面与待加工表面的垂直距离(mm),以上三点就是切削用量三要素,待加工表面,加工表面（过渡表面）,已加工表面,B.孔加工：,麻花钻,第二节刀具切削部分的基本定义,一.刀具切削部分的结构要素,1.前刀面A:切屑流过的表面,2.后刀面A:与过渡表面相对的刀具表面,3.切削刃S:前刀面与后刀面相交线,4.刀尖:主切削刃与副切削刃相交点,副后刀面A,副切削刃S,a)刀契及刀契剖面形状,b)刀尖形状,刀尖:,刀尖圆弧半径r,钝圆半径rn,刀契剖面：,二.刀具角度的参考平面和参考系,1.刀具角度参考平面,基面P过切削刃某点,垂直与主运动方向的平面.,切削平面Ps过切削刃某点,与切削刃相切,垂直与基面的平面.,主剖面Po过切削刃某点,垂直与基面和切削平面的平面.,法剖面Pn过切削刃某点,垂直与切削刃的平面.,进给剖面Pf和切深剖面Pp,PrVc,PsPr,2.刀具的标注角度参考系,1）主剖面参考系：Pr-Ps-Po,2）法剖面参考系：Pr-Ps-Pn,3.进给、切深剖面参考系：Pr-Pp-Pf,刀具标注角度的三个参考系,PrPsP0,PrPsPn,PrPpPf,1.主剖面参考系里的标注角度(Pr-Ps-Po),三.刀具的标注角度,前角。前刀面与基面的夹角.(+/-),后角。后刀面与切削平面的夹角.(0),主偏角切削平面与进给方向的夹角.,副偏角副切削刃与进给运动方向的夹角.,刃倾角s在切削平面內测量主切削刃S与基面的夹角.(+/-),2.法剖面参考系里的标注角度(Pr-Ps-Pn),法前角n,法后角n,3.进给,切深剖面参考系里的标注角度(Pr-Pp-Pf),ff,pp,P0-P0,Ps,ISO外圆车刀的标注角度,例：作图表示端面车刀的几何角度,P0-P0,r,r,pr,ps,例：作图表示切断车刀的几何角度,r,0,Po-Po,Po-Po,0,圆柱形铣刀几何角度,s,面铣刀的几何角度,第三节刀具角度的换算,一.主剖面与法剖面内的角度换算,s,在直角三角形oac中：,主剖面前角0与法剖面前角n,在直角三角形abc中：,在直角三角形oab中：,主剖面后角0与法剖面后角n,s,在直角odf中：,在直角oef中：,在直角oed中：,s,0,当=0时，=s,当=90时，=0,二.主剖面与其他剖面内的角度换算,当=90-r时，=p,当=180-r时，=f,第四节刀具的工作角度,考虑合成运动和实际安装情况时,刀具的实际角度-刀具工作角度,一.进给运动对工作角度的影响,二.刀刃上选定点安装高低对工作角度的影响,三.刀柄中心线与进给方向不垂直时工作角度的变形,第五节切削层与切削方式,在各种切削加工中,刀具相对于工件沿进给运动方向每移动f(mm/r)之后,一个刀齿正在切削的金属层。,垂直于过渡表面来测量的切削层尺寸。(mm)当纵车外圆时,s=0hD=fsinr,沿过渡表面来测量的切削层尺寸。(mm)当纵车外圆时,s=0bD=ap/sinr,切削层在基面内的面积.(mm2)AD=hDbD对于车削AD=hDbD=fap,1.切削层,2.切削厚度hD,3.切削宽度bD,4.切削面积AD,AD,5.正切削与斜切削,正切削:切削刃垂直于合成切削方向的切削方式.(直角切削),斜切削:切削刃不垂直于合成切削方向的切削方式.(斜角切削),正切屑:fsinrap/sinr(=:对等屑),自由切削:只有直线形切削刃参加切削工作,副切削刃不参加切削工作的切削.非自由切削:曲线形切削刃或主,副切削刃参加切削工作的切削.,7.正切屑和倒切屑,6.自由切削与非自由切削,8.实际前角,流屑角：,习题二：,2.确定前刀面空间几何位置的角度有哪些？确定后刀面空间几何位置的角度有哪些？,3.作图表示镗孔刀、切槽刀的几何参数。,习题三：,2.车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若选用ap=4mm,f=0.5mm/r,n=240r/min,r=75试计算切削