金属切削原理绪论及第一章

1、 课程性质课程性质: :专业基础课，专业基础课，是机械加工专业人员的一是机械加工专业人员的一门必修课门必修课 。 可为机械制造专业的其他课程如可为机械制造专业的其他课程如金属切削刀具金属切削刀具、金属切削机床金属切削机床、机械制造工艺学机械制造工艺学和其它专业选修课和其它专业选修课等以及专业课等以及专业课课程设计课程设计、毕业设计毕业设计提供必要的基础提供必要的基础知识。知识。一、一、 本课程的性质和任务本课程的性质和任务基本理论方面：基本理论方面：切削变形，力，热，温度，刀具磨切削变形，力，热，温度，刀具磨损、破损等基本理论、规律；损、破损等基本理论、规律；基本知识方面：基本知识方面：刀具材

2、料的种类、应用，工件材料刀具材料的种类、应用，工件材料加工性能、评定，加工质量，切削用量选用加工性能、评定，加工质量，切削用量选用; ;基本技能方面：基本技能方面：会选刀具材料，刀具几何参数，切会选刀具材料，刀具几何参数，切削用量，简单计算等。削用量，简单计算等。2. 2. 课程内容课程内容3. 3. 课程任务课程任务 基本任务基本任务: :研究金属切削过程的基本规律；研究金属切削过程的基本规律； 研究新型刀具材料的切削性能；研究新型刀具材料的切削性能； 研究如何提高切削效率，保证加工零件的表面质量。研究如何提高切削效率，保证加工零件的表面质量。 主要目标主要目标: :掌握其内在的基本规律；掌

3、握其内在的基本规律； 能按具体条件合理地选择刀具材料、几何参数、切削能按具体条件合理地选择刀具材料、几何参数、切削 用量、计算切削力和功率；用量、计算切削力和功率； 了解金属切削实验的基本方法，能对生产中的一些了解金属切削实验的基本方法，能对生产中的一些 问题进行分析、解释和解决。问题进行分析、解释和解决。二、二、 金属切削加工的特点及地位金属切削加工的特点及地位 金属切削加工是指用切削刀具从工件上切除多余的金属切削加工是指用切削刀具从工件上切除多余的金属，从而获得在形状、尺寸精度及表面质量等方面金属，从而获得在形状、尺寸精度及表面质量等方面都合乎预定要求的加工。都合乎预定要求的加工。 1 1

4、、切削加工、切削加工a)a)机械加工（机工）机械加工（机工）利用机械力对各种工件进行加工。利用机械力对各种工件进行加工。方法：方法：车、铣、刨、钻、扩、铰、拉、镗、车、铣、刨、钻、扩、铰、拉、镗、 插、锯插、锯等。等。b)b)钳工加工（钳工）钳工加工（钳工）在钳台上以手工工具为主对工件在钳台上以手工工具为主对工件进行加工的各种加工方法。进行加工的各种加工方法。方法：方法：划线、锯削、锉削、刮削、研磨等。划线、锯削、锉削、刮削、研磨等。 2 2、磨削、磨削 外圆磨、内圆磨、平面磨、齿轮磨、蜗杆砂轮磨、单外圆磨、内圆磨、平面磨、齿轮磨、蜗杆砂轮磨、单线砂轮磨线砂轮磨 多线砂轮磨多线砂轮磨 各种成形

5、磨、抛光等；各种成形磨、抛光等；3 3、特种加工、特种加工 电加工、化学加工、超声加工电加工、化学加工、超声加工. . 其中切削加工和磨削加工应用最为广泛。其中切削加工和磨削加工应用最为广泛。 金属切削加工在整个国民经济中占有十分重要的地位。金属切削加工在整个国民经济中占有十分重要的地位。 videovideo金属切割金属切割.rmvb.rmvb金属切削加工的特点：金属切削加工的特点： a)a) 切削加工的精度和表面粗糙度范围广泛。切削加工的精度和表面粗糙度范围广泛。b)b) 切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量范围较切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量范围较大。大。c)c) 切削加工的生产率

6、较高。切削加工的生产率较高。d)d) 切削加工存在切削力，刀具和工件均需具有一定切削加工存在切削力，刀具和工件均需具有一定刚度和强度，且刀具材料的硬度必须大于工件材刚度和强度，且刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度料的硬度. .e)e) 切除大量切屑，造成了材料的浪费。切除大量切屑，造成了材料的浪费。 ( (缺点缺点) ) 公元前公元前20002000多年多年 青铜器时代青铜器时代 春秋中晚期春秋中晚期 考工记考工记金工知识金工知识 铁器铁器 唐代唐代 原始的车床原始的车床 1668 1668 畜力铣磨机畜力铣磨机 脚踏刃磨机脚踏刃磨机 1915 1915 第一台国产车床第一台国产车床 194

7、7 1947 放电加工放电加工 18641864年法国年法国JoesselJoessel研究了刀具几何形状对切削力的影响研究了刀具几何形状对切削力的影响 1870-18771870-1877年俄国的年俄国的H.A.THMeH.A.THMe研究了切屑的形成和切屑的研究了切屑的形成和切屑的种类种类 1906-19071906-1907年美国年美国F.W.TaylorF.W.Taylor发表了发表了“关于金属切削技术关于金属切削技术”及刀具耐用度与切削速度的关系式及刀具耐用度与切削速度的关系式二、二、 金属切削加工的的发展金属切削加工的的发展 直径直径2丈（丈（6.7米），米），加工天文仪器上加工天

8、文仪器上的铜环的铜环或磨石或磨石 18601860年以后，车、铣、刨、磨以及齿轮和螺纹加年以后，车、铣、刨、磨以及齿轮和螺纹加工的机床相继出现工的机床相继出现 刀具材料相继出现了碳素工具钢、合金工具钢、刀具材料相继出现了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、单晶金刚石刀具、各种涂层高速钢、硬质合金、单晶金刚石刀具、各种涂层硬质合金刀具及陶瓷刀具和各种新型磨料（如立硬质合金刀具及陶瓷刀具和各种新型磨料（如立方氮化硼）方氮化硼） 切削加工朝着高精度、高效率、自动化、柔性化和智切削加工朝着高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化方向发展，体现在以下三方面：能化方向发展，体现在以下三方面：（1)1)

9、 加工设备朝着数控技术、精密和超精密、高速和加工设备朝着数控技术、精密和超精密、高速和超高速方向发展超高速方向发展（2)2) 刀具材料朝超硬材料方向发展刀具材料朝超硬材料方向发展（3) 3) 生产规模由小批量和单品种大批量向多品种变批生产规模由小批量和单品种大批量向多品种变批量的方向发展。生产方式由手工操作、机械化、单量的方向发展。生产方式由手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线自动化向柔性自动化和智能机自动化、刚性流水线自动化向柔性自动化和智能自动化方向发展自动化方向发展三、三、 金属切削加工的的发展金属切削加工的的发展 一、切削运动一、切削运动切削加工必备三个条件：切削加工必备三个条件：

10、 刀具与工件之间要有相对运动刀具与工件之间要有相对运动 刀具具有适当的几何参数，即切削角度刀具具有适当的几何参数，即切削角度 刀具材料具有一定的切削性能刀具材料具有一定的切削性能切削运动切削运动 是切削加工中，工件与刀具之间必须完成一是切削加工中，工件与刀具之间必须完成一定的相对运动，一般是定的相对运动，一般是主运动主运动和和进给运动进给运动的合成。的合成。1.1 1.1 切削运动和切削用量切削运动和切削用量1 1、主运动：、主运动：使工件与刀具产生相对运动而进行切削的最主使工件与刀具产生相对运动而进行切削的最主要的运动是切下金属所必须的基本运动。要的运动是切下金属所必须的基本运动。 特点特点

11、: : 运动速度最高，运动速度最高，消耗功率最大。一般只有一个消耗功率最大。一般只有一个。 如车削中工件的旋转、铣削中刀具的旋转等。如车削中工件的旋转、铣削中刀具的旋转等。 2 2、进给运动：、进给运动：在切削运动中不断把切削层投入，使切削工在切削运动中不断把切削层投入，使切削工作得以继续下去的运动。作得以继续下去的运动。 特点：特点：运动速度低，消耗功率小。运动速度低，消耗功率小。个数可能不止一个。个数可能不止一个。 可以是连续运动，也可以是间歇运动。可以是连续运动，也可以是间歇运动。 主运动和进给运动可以由工件完成，也可以由刀具完成。主运动和进给运动可以由工件完成，也可以由刀具完成。3.

12、3. 主运动和进给运动的合成主运动和进给运动的合成主运动和进给运动同时进行，如车削时刀具上切主运动和进给运动同时进行，如车削时刀具上切削刃某一点相对于工件的合成运动称合成切削运动，削刃某一点相对于工件的合成运动称合成切削运动，可用合成速度向量可用合成速度向量v ve e表示。它等于主运动速度表示。它等于主运动速度v vc c与进给与进给速度速度v vf f的向量和，的向量和， 即即 ve=vc+vf 沿切削刃各点的合成速度向量并不相等。沿切削刃各点的合成速度向量并不相等。 二、加工中的工件表面二、加工中的工件表面(1)(1)待加工表面：待加工表面：即将被切去金属层的表面。即将被切去金属层的表面

13、。(2)(2) 加工加工( (过渡）表面：过渡）表面：切削刃正在切削的表面。切削刃正在切削的表面。(3)(3) 已加工表面：已加工表面：切削后形成的新表面切削后形成的新表面工件上的加工表面工件上的加工表面工件上的加工表面的工程图表示工件上的加工表面的工程图表示三、切削用量三、切削用量 1. 1. 切削速度切削速度 v vc c（m/sm/s或或m/minm/min ） 切削加工时，切削刃上选定点相对于工件主运动的速度。切削加工时，切削刃上选定点相对于工件主运动的速度。601000ndvwc旋转运动：旋转运动：（m/s）6010002rcLnv往复直线运动：往复直线运动：（m/s）切削刃上各点的

14、切削速度有可能不同，考虑到刀具的磨损切削刃上各点的切削速度有可能不同，考虑到刀具的磨损和工件的表面加工质量，在计算时应以切削刃上各点中的和工件的表面加工质量，在计算时应以切削刃上各点中的最大切削速度为准。最大切削速度为准。nfvf2.2. 进给量进给量f f （mmmm） 刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量称为刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量称为进给量。进给量是进给运动的单位量。可用刀具每转进给量。进给量是进给运动的单位量。可用刀具每转或每行程的位移量来表述。或每行程的位移量来表述。 (mm/r)(mm/r) 进给速度进给速度v vf f 切削加工时，刀刃上选定点相对切削加工时，刀刃

15、上选定点相对于工件的进给运动的速度，（于工件的进给运动的速度，（ mm/smm/s）zffz多齿刀具，如铣刀，钻头，每齿进给量多齿刀具，如铣刀，钻头，每齿进给量3. 3. 背吃刀量背吃刀量a ap p （mmmm）背吃刀量是垂直于进给运动方向测量的切削层横截面尺寸，背吃刀量是垂直于进给运动方向测量的切削层横截面尺寸， 车外圆时：车外圆时：式中式中:d:dw w待加工表面直径待加工表面直径(mm)(mm)； d dm m已加工表面直径已加工表面直径(mm)(mm)d dm md dw wf fn1 12 2f fa ap pKrKr2mwpdda刀具种类繁多，形状复杂，但却有共同特征，都具刀具种

16、类繁多，形状复杂，但却有共同特征，都具有有楔形楔形的切削部分。的切削部分。车刀是最简单的刀具车刀是最简单的刀具，其它刀具则可认为是车刀的，其它刀具则可认为是车刀的演变和组合。演变和组合。刀具切削部分的组成刀具切削部分的组成 ：车刀（刀杆和刀头两部分）车刀（刀杆和刀头两部分）1.2 1.2 刀具的几何参数刀具的几何参数 由夹持部分由夹持部分( (刀柄刀柄) )和切削部和切削部分分( (刀头刀头) )两大部分组成。两大部分组成。 夹持部分夹持部分: :为矩形为矩形( (外圆车削外圆车削) )或圆形或圆形( (镗孔镗孔) ) 切削部分根据需要制造成多切削部分根据需要制造成多种形状。种形状。 车刀切削

17、部分的结构要素车刀切削部分的结构要素: :三面、两刃、一尖。三面、两刃、一尖。 车刀组成车刀组成一、刀具切削部分的一、刀具切削部分的表面与刀刃表面与刀刃 前刀面前刀面A A切屑沿其流出的刀面切屑沿其流出的刀面主后刀面主后刀面A A与工件加工面相对与工件加工面相对 的刀面的刀面副后刀面副后刀面A A 与工件已加工面相对与工件已加工面相对 的刀面的刀面主刀刃主刀刃前刀面与主后刀面的交线，它完成主要切削工作前刀面与主后刀面的交线，它完成主要切削工作副刀刃副刀刃前刀面与副后刀面的交线，前刀面与副后刀面的交线， 它配合主刀刃最终形成已加工表面它配合主刀刃最终形成已加工表面刀尖（过渡刃）刀尖（过渡刃）主刀

18、刃与副刀刃的交点主刀刃与副刀刃的交点夹持部分夹持部分（刀体）（刀体）切削部分切削部分（刀头）（刀头）前刀面前刀面主后刀面主后刀面副后刀面副后刀面主刀刃主刀刃副刀刃副刀刃刀尖刀尖刀尖形式刀尖形式a) a) 实际交点实际交点b) b) 曲线刃曲线刃c) c) 直线刃直线刃各种复杂刀具或多齿刀具，拿出其中一个刀齿，各种复杂刀具或多齿刀具，拿出其中一个刀齿，其几何形状都相当于一把车刀的刀头其几何形状都相当于一把车刀的刀头以普通外圆车刀为代表来确定切削部分的基本定以普通外圆车刀为代表来确定切削部分的基本定义，也必然适用于其他刀具义，也必然适用于其他刀具六面，五刃，二尖六面，五刃，二尖 两个前刀面两个前刀

19、面 两个后刀面两个后刀面 两个副后刀面两个副后刀面 两个主切削刃两个主切削刃 两个副切削刃两个副切削刃 一个横刃一个横刃 两个刀尖两个刀尖麻花钻麻花钻刀齿刀齿结构结构要素要素 A A：前刀面：前刀面 A A：后刀面：后刀面 A A：副后刀面：副后刀面 A A11：刃带，稳定拉削：刃带，稳定拉削过程，防止拉刀摆尾过程，防止拉刀摆尾o 1 1：主切削刃：主切削刃o 2 2：副切削刃：副切削刃o 3 3：过渡刃：过渡刃o 4 4：刀尖：刀尖o 5 5：容屑槽：容屑槽o 6 6：分屑槽：分屑槽o 7 7：棱：棱o 8 8：齿背：齿背圆孔拉刀圆孔拉刀二、确定刀具切削角度的参考平面、参考系二、确定刀具切削

20、角度的参考平面、参考系为了确定刀具切削部分的几何形状，可用一定的几何角为了确定刀具切削部分的几何形状，可用一定的几何角度表示度表示参考平面：参考平面：基面和切削平面基面和切削平面测量平面：测量平面：正交平面、法平面、背平面和假定工作平面正交平面、法平面、背平面和假定工作平面参考系：参考系：定义刀具几何角度的参照平面系，以确定刀面定义刀具几何角度的参照平面系，以确定刀面和刀刃的空间位置，有正交平面参考系、法平面参考系、和刀刃的空间位置，有正交平面参考系、法平面参考系、背平面和假定工作平面参考系背平面和假定工作平面参考系为便于刀具设计者在设计刀具时的标注，一般先为便于刀具设计者在设计刀具时的标注，

21、一般先合理地规定一些条件。在车削时，这些条件是：合理地规定一些条件。在车削时，这些条件是：(1) (1) 装刀时，刀尖恰在工件的中心线上。装刀时，刀尖恰在工件的中心线上。 (2) (2) 刀杆中心线垂直于工件轴线。刀杆中心线垂直于工件轴线。 (3) (3) 没有进给运动。没有进给运动。 (4) (4) 工件已加工表面的形状是圆柱表面。工件已加工表面的形状是圆柱表面。 d dw wd dm mnf f1 1、基面、基面Pr过主切削刃选定点，与该点切削过主切削刃选定点，与该点切削速度方向相垂直的平面。速度方向相垂直的平面。video车刀基面车刀基面.avi2 2、切削平面、切削平面Ps过过主主切削

22、刃选定点，与该点过渡切削刃选定点，与该点过渡表面相切，并垂直于基面的平面。表面相切，并垂直于基面的平面。video切削平面切削平面Ps.avi3 3、正交平面（主剖面）、正交平面（主剖面） Po Po 过过主主切削刃选定点，并同时垂直切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面于基面和切削平面的平面video正交平面正交平面Po .avi切削平面切削平面正交平面正交平面横车的基面、横车的基面、 切削平面和主面切削平面和主面 4 4、法平面、法平面PnPn通过主切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面。通过主切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面。video法法平面平面Pn.avi5 5、背平面、背平面

23、Pp Pp 通过主切削刃上选定点平行于刀杆轴线并垂直于基面的平通过主切削刃上选定点平行于刀杆轴线并垂直于基面的平面，它与进给方向是垂直的，面，它与进给方向是垂直的，video背平面背平面pp.avi6 6、假定工作平面、假定工作平面PfPf通过主切削刃上选定点，同时垂直于刀杆轴线及基面的平通过主切削刃上选定点，同时垂直于刀杆轴线及基面的平面，它与进给方向平行。面，它与进给方向平行。video假定工作平面假定工作平面Pf.avi刀具的常用标注参考系组成刀具的常用标注参考系组成 注意：注意：1 1、主、副刀刃上不同点都可能有不同的、主、副刀刃上不同点都可能有不同的 Pr Pr 、Ps Ps 及不及

24、不同的参考系，副刀刃点上不同相应符号右上角加同的参考系，副刀刃点上不同相应符号右上角加“ ”。2 2、参考系的意义：仅标注刀具几何角度用，实际刀具中、参考系的意义：仅标注刀具几何角度用，实际刀具中并没有，是想象出来的。并没有，是想象出来的。正交平面参考系正交平面参考系（ PrPr、 Ps Ps 、Po Po ）法平面参考系法平面参考系（ PrPr、 Ps Ps 、Pn Pn ）背平面和假定工作平面参考系（背平面和假定工作平面参考系（PrPr、 Pp Pp 、Pf )Pf )正交平面参考系（pr-ps-po）正交平面系及其角度正交平面系及其角度法平面参考系（法平面参考系（pr-ps-pn）法平面

25、系及其角度法平面系及其角度假定工作（进给）平面、背（切深）平面参考系假定工作（进给）平面、背（切深）平面参考系（pr-（ps）-pf-pp） 假定工作假定工作( (进给进给) )平面、背平面、背( (切深切深) )平面参考系及其角度平面参考系及其角度 车刀标注角车刀标注角度参考系的度参考系的各平面位置各平面位置（工程图表示法）（工程图表示法）1 1、前角（、前角（ 0 0）前刀面和基前刀面和基面之间的夹角。有正负面之间的夹角。有正负之分，小于之分，小于90度为正，度为正，大于大于90度为负。度为负。 在主剖面在主剖面Po内度量内度量2 2、后角（、后角（ 0 0）主后刀面和主后刀面和切削平面之

26、间的夹角。切削平面之间的夹角。在主剖面在主剖面Po内度量。内度量。d dw wd dm mnf f切削平面切削平面正交平正交平面面 0 0 0 0krkrKrKr三、刀具的标注角度三、刀具的标注角度3 3、主偏角（、主偏角（k kr r）在基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角。在基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角。 它总为正值。它总为正值。4、副偏角（、副偏角（kr）在基面上，副切削刃的投影与进给方向的夹角。在基面上，副切削刃的投影与进给方向的夹角。它总为正值。它总为正值。5 5、刃倾角、刃倾角s s： 在切削平面在切削平面s内，主切削刃与基面之间的夹角。内，主切削刃与基面之间的夹角。

27、根据根据ISOISO规定，当刀尖是主切削刃上最低点时，规定，当刀尖是主切削刃上最低点时，s s为为负值负值( (如图如图 (b)(b)所示所示) )；当刀尖是主切削刃上最高点时，；当刀尖是主切削刃上最高点时，s s为正值为正值( (如图如图 (c)(c)所示所示) )。6 6、副前角、副前角o o：在副切削刃的主剖面中前刀面与基面在副切削刃的主剖面中前刀面与基面之间的夹角。在副切削刃主剖面之间的夹角。在副切削刃主剖面Po（垂直于副切削刃在（垂直于副切削刃在基面上的投影）内，当基面上的投影）内，当 0 0、 s s、 k kr r、 k kr r为已定值，为已定值， 0 0 即被惟一确定。即被惟

28、一确定。 7 7、副后角、副后角o o：副后刀面与切削平面之间的夹角。副后刀面与切削平面之间的夹角。 此外，此外，根据分析刀具的需要，还需给定几个派生根据分析刀具的需要，还需给定几个派生角度，角度，其名称和定义如下：其名称和定义如下： 8 8、楔角、楔角oo：前刀面与后刀面之间的夹角。当前刀面与后刀面之间的夹角。当 0 0 、 0 0已知，已知， oo可按下式求得可按下式求得 )(90ooo9 9、刀尖角、刀尖角r r ：在基面在基面Pr内，主切削刃与副切削刃在基内，主切削刃与副切削刃在基面上的投影之间的夹角。面上的投影之间的夹角。 r=180-(r+r )一、直头外圆车刀一、直头外圆车刀6个

29、独立角度个独立角度即：即：前面定向角前面定向角、后面定向角后面定向角、副后面定向角副后面定向角、直头外圆车刀几何角度直头外圆车刀几何角度刀具基本角度标注刀具基本角度标注Ps与Pf的交线外圆车刀的标注角度外圆车刀的标注角度车孔刀的标注角度车孔刀的标注角度90外圆车刀几何角度外圆车刀几何角度二、二、90外圆车刀外圆车刀 45弯头车刀弯头车刀a）车外圆）车外圆b）车端面）车端面c）车内孔）车内孔d）倒角）倒角三、三、45弯头车刀弯头车刀独立角度共有八个，独立角度共有八个，即：即：主切削刃前面定向角主切削刃前面定向角、主切削刃后面定向角主切削刃后面定向角、副切削刃副前面定向角副切削刃副前面定向角 、副

30、切削刃副后面定向角副切削刃副后面定向角、右偏刀车端面的标注角度右偏刀车端面的标注角度车孔刀的标注角度车孔刀的标注角度四、切断刀四、切断刀定向角定向角、定向角定向角、后面定向角后面定向角、后面定向角后面定向角、切断刀几何角度 车槽刀的标注角度车槽刀的标注角度车车刀刀种种类类五、倒角刀尖、倒棱的参数五、倒角刀尖、倒棱的参数倒角刀尖与倒棱前面的定向角倒角刀尖与倒棱前面的定向角六、端铣刀的几何角度六、端铣刀的几何角度1 1、进给运动对刀具工作角度的影响、进给运动对刀具工作角度的影响横向进给：横向进给：如切断刀，工作时切削刃相对于工件的运动轨如切断刀，工作时切削刃相对于工件的运动轨迹为阿基米德螺旋面，引

31、起了实际切削时前、后角数值的迹为阿基米德螺旋面，引起了实际切削时前、后角数值的改变。改变。四、刀具的工作角度四、刀具的工作角度ooeooedftan值随切削刃趋近工件中心而增大。进一步靠近中心，值随切削刃趋近工件中心而增大。进一步靠近中心，值急剧增大，值急剧增大， 实际工作后角变为负值。切断工件时，实际工作后角变为负值。切断工件时，往往切至直径为往往切至直径为1mm1mm时工件就被挤断，就是这个道理。时工件就被挤断，就是这个道理。切断刀的工作角度切断刀的工作角度纵向进给纵向进给oooeoooefffefffewrowfdftgdftg/sin/车右（左）螺纹时的车刀左（右）侧刀刃，车右（左）螺

32、纹时的车刀左（右）侧刀刃，应适当增大刃磨后角（前角）应适当增大刃磨后角（前角）工作前角 增大 工作后角 减小oeoe 纵纵向向进进给给运运动动对对工工作作角角度度的的影影响响2 2 刀具安装位置对工作角度的影响刀具安装位置对工作角度的影响刀尖不过中心线刀尖不过中心线 刀尖通过工件中心线时，所得的前、后角为刀尖通过工件中心线时，所得的前、后角为o o、o o；当；当刀尖不在工件中心线时，由于基面、切削平面已变动为刀尖不在工件中心线时，由于基面、切削平面已变动为P Prere、P Psese，此时的实际工作前、后角将改变为，此时的实际工作前、后角将改变为oeoe、oeoe。 rpooooeoooe

33、tgtgcos22)2(/hdhtgwppppepppe车槽刀安装高低对工作前后角的影响车槽刀安装高低对工作前后角的影响车外圆安装高低对工作前后角的影响车外圆安装高低对工作前后角的影响粗车外圆：粗车外圆：刀尖高于工件中心，增大前角，降低切削力刀尖高于工件中心，增大前角，降低切削力精车外圆：精车外圆：刀尖低于工件中心，增大后角，减少后刀面磨损刀尖低于工件中心，增大后角，减少后刀面磨损车成形面：车成形面：刀尖与工件中心等高，避免误差刀尖与工件中心等高，避免误差刀杆中心线不垂直于进给方向刀杆中心线不垂直于进给方向如图所示，当中心线、轴线互不垂直时，将引起主如图所示，当中心线、轴线互不垂直时，将引起主

34、偏角偏角r r、副偏角、副偏角r r数值的改变。数值的改变。 GrreGrreG的正、负由刀杆偏斜方向的正、负由刀杆偏斜方向确定，右偏为正，左偏为负。确定，右偏为正，左偏为负。一、正交平面与法平面之间角度的换算一、正交平面与法平面之间角度的换算有些切削刀具，往往需要知道或标注法剖面的角度。有些切削刀具，往往需要知道或标注法剖面的角度。 法剖面法剖面P Pn n：通过切削刃某选定点，垂直于主切削刃或其切通过切削刃某选定点，垂直于主切削刃或其切线的平面。线的平面。 法剖面上的前角法剖面上的前角n n与主剖面上的前角与主剖面上的前角o o的关系可用解析的关系可用解析法求得法求得 tann=tano

35、coss 1.3 1.3 刀具标注角度的换算刀具标注角度的换算 cotn=coto coss 二、任意剖面与正交平面内前、后角的关系二、任意剖面与正交平面内前、后角的关系任意剖面是指通过车刀主切削刃上任意一点任意剖面是指通过车刀主切削刃上任意一点O O所作的垂直于所作的垂直于基面的剖面基面的剖面PiPi。PiPi与切削平面与切削平面PsPs的夹角为的夹角为 有有isioiisioitgctgctgtgtgtgcossincossini三、背平面与假定工作平面内的角度三、背平面与假定工作平面内的角度假定工作平面假定工作平面f f：通过切削刃某选定点，平行于进给运动通过切削刃某选定点，平行于进给运

36、动方向并垂直于基面的平面。方向并垂直于基面的平面。( (进给剖面）进给剖面） 背平面背平面PpPp：通过切削刃某选定点，同时垂直于进给运动方通过切削刃某选定点，同时垂直于进给运动方向和基面的平面。（切深剖面）向和基面的平面。（切深剖面） 假定工作平面和背平面为互相垂直的平面。在背平面中可假定工作平面和背平面为互相垂直的平面。在背平面中可得切深前角得切深前角p p、 切深后角切深后角p p；在假定工作平面中可得进给前；在假定工作平面中可得进给前角角f f、进给后角、进给后角f f。tanp=tano cosr+tans sinrtanf=tanosinr-tans cosrcotp=coto c

37、osr+tans sinrcotf=coto sinr-tans cosrossotgtgctgtgtgtgminmax/四、最大前角、最小后角的确定四、最大前角、最小后角的确定刀具前角过大，会削弱切削刃和刀头的强度，降低散热刀具前角过大，会削弱切削刃和刀头的强度，降低散热能力。后角过小，则后面与过渡表面间的磨擦加剧。因此，能力。后角过小，则后面与过渡表面间的磨擦加剧。因此，在刀具设计时要算出刀具的最大前角和最小后角及其在切削在刀具设计时要算出刀具的最大前角和最小后角及其在切削刃上相应点的位置。最大前角刃上相应点的位置。最大前角 与最小后角与最小后角 所在剖面所在剖面与切削平面的夹角分别为与切

38、削平面的夹角分别为 和和maxminmaxmin切削层：切削层：在切削过程中，刀具的刀刃在一次走刀中从工在切削过程中，刀具的刀刃在一次走刀中从工件待加工表面切下的金属。件待加工表面切下的金属。 切削层参数：切削层参数：切削层的截面尺寸。它直接决定了切削刃切削层的截面尺寸。它直接决定了切削刃切削部分所承受的负荷大小及切下切屑的形状的尺寸。切削部分所承受的负荷大小及切下切屑的形状的尺寸。1 1、切削厚度、切削厚度a ac c：即切削层厚度，也就是相邻两个加工即切削层厚度，也就是相邻两个加工表面之间在基面上测量的垂直距离，垂直于过渡表面度量。表面之间在基面上测量的垂直距离，垂直于过渡表面度量。2 2

39、、切削宽度、切削宽度a aw w：即切削层宽度，它是沿加工表面在基即切削层宽度，它是沿加工表面在基面上测量的切削层尺寸，沿过渡表面度量。面上测量的切削层尺寸，沿过渡表面度量。 3 3、切削面积、切削面积A Ac c： 即切削层在基面内的面积。即切削层在基面内的面积。1.4 1.4 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式 一、切削层参数一、切削层参数切削层要素切削层要素当当s s=0=0时，时，a ac c、a aw w与与f f、a ap p的关系为的关系为 )mm(sin)mm(sinrpwrcaafa可见，可见，f f、a ap p一定时，一定时，r r增大，增大，a ac c增大，增大

40、，a aw w减小减小对于曲线的切削刃，对于曲线的切削刃， 切削层各点的切削厚度是互不相等的。切削层各点的切削厚度是互不相等的。 pfaaaAwcc不同不同r时时 ac、aw的变化的变化4 4、 残留面积及其高度残留面积及其高度按式按式 计算的切削面积计算的切削面积A Ac c是近似的，是近似的，称名义切削面积。称名义切削面积。 由于切削运动和刀具几何形状的关系，使由于切削运动和刀具几何形状的关系，使加工后仍有一部分金属未被切除，而残留在已加工表面上，构加工后仍有一部分金属未被切除，而残留在已加工表面上，构成已加工表面的横向不平度成已加工表面的横向不平度( (粗糙度粗糙度) )，即所谓残留面积。，即所谓残留面积。 当刀尖圆弧半径当刀尖圆弧半径r r=0=0时，残留面积高时，残留面积高R Rmaxmax为为 rrmaxcotcotfR当刀尖圆弧半径当刀尖圆弧半径r r00时，残留面积高时，残留面积高R Rmaxmax为为 rfR82maxpfaaaAwcc减小减小f f、KrKr和和KrKr，增大刀尖圆弧半径，增大刀尖圆弧半径r r，R Rmaxmax会减小，表面粗糙度降低会减小，表面粗糙度降低残留面积及其高度残留面积及其高度 (a)r=0;(b)r01 1、自由切削和非自由切削、自由切削和非