第一章 金属切削过程及其控制(第一节)新

1、河南理工大学机械与动力工程学院主讲人: 曲海军 Tel:金属切削过程金属切削过程就是刀具和工件之间通过不同形式的相对运动，由刀具从工件表面上切去多余材料，从而得到预期形状精度、尺寸精度、位置精度和表面粗糙度的机械零件的过程。伴随着切削过程，会产生切削变形与积屑瘤、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等一系列现象。本章以车刀为代表，在介绍切削刀具基本知识的基础上，逐步深入探讨上述各种现象的成因、变化规律和内在联系。掌握和运用这些基本理论和基本规律并善于有效地控制切削过程，对保证加工工件的质量、提高生产效率和降低生产成本具有重要的意义。本章提要本章提要金属切削过程的基本知识

2、金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本规律与控制金属切削过程的基本规律与控制金属切削基本条件的合理选择金属切削基本条件的合理选择1.11.21.3本章内容本章内容第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识一、基本概念一、基本概念（一）切削成形运动与加工表面（一）切削成形运动与加工表面切削成形运动是由刀具与工件之间的多个相对运动所组切削成形运动是由刀具与工件之间的多个相对运动所组成的合成运动，这种相对运动又称为切削运动。成的合成运动，这种相对运动又称为切削运动。按作用来分，切削运动可分为按作用来分，切削运动可分为主运动主运动和和进给运动进给运动。主运动：主运动：切削加工中最主要

3、的运动。切削加工中最主要的运动。 由机床或手动提供的刀具和工件之间主要的相对运动，它使刀由机床或手动提供的刀具和工件之间主要的相对运动，它使刀具的切削部分切入工件材料，使被切金属层转变为切屑，从而形成工具的切削部分切入工件材料，使被切金属层转变为切屑，从而形成工件新表面。件新表面。 通常，主运动的速度较高，消耗的切削功率也最大，在切削运通常，主运动的速度较高，消耗的切削功率也最大，在切削运动中主运动动中主运动必须有且只有一个必须有且只有一个。它可以是。它可以是旋转旋转运动、运动、直线直线运动，可以运动，可以由由工件工件完成、完成、刀具刀具完成，可以是完成，可以是简单简单运动，也可以是运动，也可

4、以是复合运动。复合运动。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识一、基本概念一、基本概念（一）切削成形运动与加工表面（一）切削成形运动与加工表面进给运动：进给运动：由机床或手动传给刀具或工件的运动，它配合主运动连续不由机床或手动传给刀具或工件的运动，它配合主运动连续不断地切削工件，断地切削工件，同时形成具有所需几何形状同时形成具有所需几何形状的已加工表面的已加工表面。是是在切削在切削运动中不断地把切削层投入，使切削工作得以持续下去的运动运动中不断地把切削层投入，使切削工作得以持续下去的运动。 一般，进给运动的速度较低，功率消耗也较少，可以是一般，进给运动的速度较低，功率消耗也

5、较少，可以是连续连续进行进行的，也可以是的，也可以是断续断续进行的，可以由进行的，可以由工件工件完成，也可以由完成，也可以由刀具刀具完成，可完成，可以是以是简单简单运动，也可以是运动，也可以是复合复合运动。运动。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识一、基本概念一、基本概念（一）切削成形运动与加工表面（一）切削成形运动与加工表面以车削为例，工件在车削中有三个不断变化的表面：以车削为例，工件在车削中有三个不断变化的表面：待加工表面：待加工表面：加工时即将被切除的表面。加工时即将被切除的表面。已加工表面：已加工表面：已被切去多余金属已被切去多余金属而形成符合要求的工件新表面。而

6、形成符合要求的工件新表面。过渡表面：过渡表面：加工时由主切削刃加工时由主切削刃正在切削的表面，位于待加工正在切削的表面，位于待加工表面与已加工表面之间。表面与已加工表面之间。1.21.2 加工表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（一）切削成形运动与加工表面（一）切削成形运动与加工表面1.21.2 加工表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削层切削层切削层切削层是指在切削过程中，刀具的切削刃一次走刀所切是指在切削过程中，刀具的切削刃一次走刀所切除的工件材料层。切削层的截面尺寸参

7、数称为切削层参数。除的工件材料层。切削层的截面尺寸参数称为切削层参数。切削层形状、尺寸直接影响着切削过程的变形、刀具承切削层形状、尺寸直接影响着切削过程的变形、刀具承受的负荷以及刀具的磨损。受的负荷以及刀具的磨损。 1切削层公称厚度切削层公称厚度hD 垂直于过渡表面垂直于过渡表面度量的度量的切削层尺寸称为切削层公称切削层尺寸称为切削层公称厚度（简称为切削厚度）。厚度（简称为切削厚度）。 沿过渡表面沿过渡表面度量的切削层尺寸称为切削层公称宽度（简称为度量的切削层尺寸称为切削层公称宽度（简称为切削宽度）。切削宽度）。2切削层公称宽度切削层公称宽度bDrDfhsinrpDabsin1.21.2 加工

8、表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削层切削层 切削层在切削层尺寸切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积度量平面内的横截面积称为切削层公称横截面称为切削层公称横截面积（简称为切削面积）积（简称为切削面积）DDDPfh baA3切削层公称切削层公称横截面积横截面积AD 以上所计算的为名义切削面积。实际切削面积等于名义切削面积减去残留面积。1.21.2 加工表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削层切削层1 1切削速度切削

9、速度vc （m/s或或m/min） 切削用量是指切削速度切削用量是指切削速度vc、进给量、进给量f 和背吃刀量和背吃刀量ap; ;三者又称为三者又称为切削用量三要素。切削用量三要素。1.21.2 加工表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削用量和材料去除率切削用量和材料去除率切削刃选定点相对于切削刃选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。工件的主运动瞬时线速度。 计算切削速度时，应选取刀刃上计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高速度最高的点进行计算。主运动的点进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定为旋转

10、运动时，切削速度由下式确定:1000CdnV式中：式中： d-工件或刀具的最大值工件或刀具的最大值（mm） n-工件或刀具的转速工件或刀具的转速(r/s或或r/min)1.21.2 加工表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削用量和材料去除率切削用量和材料去除率 进给速度：单位时间内的进给进给速度：单位时间内的进给位移量，位移量，mm/s；进给量：；进给量：工件或工件或刀具转一周（或每往复一次），两者刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量，在进给运动方向上的相对位移量，mm/r（或（或

11、mm/双行程）。双行程）。fzn fn zfV 2进给速度进给速度Vf、进给量、进给量f、每齿进给量每齿进给量fz1.21.2 加工表面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削用量和材料去除率切削用量和材料去除率 一般为工件上已加工表面和一般为工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。待加工表面之间的垂直距离。2wmPdda外圆车削：外圆车削：钻削：钻削：2mPda式中式中: dw -工件上待加工表面直径工件上待加工表面直径（mm） dm -工件上已加工表面直径工件上已加工表面直径（mm）1.21.2 加工表

12、面和切削用量三要素加工表面和切削用量三要素 3切削深度切削深度/背吃刀量背吃刀量ap一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削用量和材料去除率切削用量和材料去除率第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识一、基本概念一、基本概念4、切削时间、切削时间tm与材料去除率与材料去除率Qtm指切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间，指切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间，单位为单位为min。它是反映切削效率高低的一个指标。车外圆时：它是反映切削效率高低的一个指标。车外圆时：pfmavlAt Q是指在切削过程中，单位时间内切

13、除材料的体积，称为材料切除是指在切削过程中，单位时间内切除材料的体积，称为材料切除率，单位为率，单位为mm3/s。Q=1000ap f c =1000AD c 1000wmcpd lAtv a f（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削用量和材料去除率切削用量和材料去除率车外圆：车外圆：2000)(mwavddnvmppmpmwpcpcDfdnaadfnaddfnafvavAQ)(2)(1000100042mnfdQ4)(22wmddnfQ钻孔：钻孔：扩孔：扩孔：第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识一、基本概念一、基本概念4、切削时间、切削时间tm与材

14、料去除率与材料去除率Q（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素切削用量和材料去除率切削用量和材料去除率 选取切削刃上某一个合适的点为选取切削刃上某一个合适的点为研究对象，该点为研究对象，该点为选定点选定点。l主运动方向主运动方向：切削刃上选定点：切削刃上选定点相相对工件对工件的瞬时主运动方向。的瞬时主运动方向。l主运动速度主运动速度Vc：切削刃上选定点切削刃上选定点相对工件相对工件的进给运动瞬时速度。的进给运动瞬时速度。l进给运动方向：进给运动方向：切削刃上选定点切削刃上选定点相对工件相对工件瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。l进给速度进给速度Vf：切削刃上选定点切削刃上选定

15、点相相对工件对工件的进给运动瞬时速度。的进给运动瞬时速度。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素合成切削运动与合成切削速度合成切削运动与合成切削速度l合成切削运动：合成切削运动：由同时进行的主运动和由同时进行的主运动和进给运动合成的运动。进给运动合成的运动。l合成切削运动方向：合成切削运动方向：切削刃上选定点切削刃上选定点相相对工件对工件的瞬时合成切削运动的方向。的瞬时合成切削运动的方向。l合成切削速度合成切削速度Ve：切削刃上选定点切削刃上选定点相对工相对工件件的合成切削运动的瞬时速度。的合成

16、切削运动的瞬时速度。l合成切削速度角合成切削速度角：主运动方向和合成切主运动方向和合成切削运动方向之间夹角。削运动方向之间夹角。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识fcevvv一、基本概念一、基本概念（二）切削层及切削用量三要素（二）切削层及切削用量三要素合成切削运动与合成切削速度合成切削运动与合成切削速度刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度各种刀具切削部分形状车刀的工作部分比较简单，只由切削部分构成，非工作车刀的工作部分比较简单，只由切削部分构成，非工作部分就是车刀的柄

17、部部分就是车刀的柄部(或刀杆或刀杆)。不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。为例来介绍其几何参数。由工作部分和非工作部分构成。由工作部分和非工作部分构成。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（一）刀具切削部分的基本定义（一）刀具切削部分的基本定义a）焊接式车刀b）整体式车刀c）机夹式车刀车刀的结构第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角

18、度二、刀具几何角度（一）刀具切削部分的基本定义（一）刀具切削部分的基本定义第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（一）刀具切削部分的基本定义（一）刀具切削部分的基本定义l前刀面Ar 切屑流出经过的表面。l主后刀面Aa 切削时刀具上与工件的过渡表面相对的表面。l副后刀面Aa 与工件上的已加工表面相对的表面。l主切削刃S 前刀面和主后刀面的交线，起着主要切削作用。l副切削刃S 前刀面和副后刀面的交线，起着辅助切削的作用。l刀尖 主切削刃和副切削刃的交点。为增强刀尖的强度和耐磨性，常将刀尖磨成圆角或直角，形成过渡刃。 前刀面前刀面A Ar r后刀面

19、后刀面A A副后刀面副后刀面A A交线交线交线交线主切削刃主切削刃s s副切削刃副切削刃s s刀尖刀尖连接部分连接部分第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（一）刀具切削部分的基本定义（一）刀具切削部分的基本定义 刀具要从工件上切除材料，就必须具有一定的切削角度。刀具要从工件上切除材料，就必须具有一定的切削角度。切削角度决定了刀具切削部分各表面之间的相对位置。切削角度决定了刀具切削部分各表面之间的相对位置。 为了确定和测量刀具的角度，必须引入一个由三个参考平面为了确定和测量刀具的角度，必须引入一个由三个参考平面组成的空间坐标参考系。组成的空间

20、坐标参考系。 刀具刀具标注角度标注角度参考系：由主运动方向确定。参考系：由主运动方向确定。 刀具刀具工作角度工作角度参考系：由合成切削运动方向确定。参考系：由合成切削运动方向确定。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度辅助平面辅助平面1.基面基面Pr：“通过主切削刃上选定通过主切削刃上选定点垂直于主运动方向的点垂直于主运动方向的平面平面”第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度辅助平面辅助平面2.切

21、削平面切削平面Ps：“通过主切削刃上选定通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂点，与切削刃相切并垂直于基面的平面直于基面的平面”。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度辅助平面辅助平面3.正交平面（主剖面）正交平面（主剖面）Po：“通过主切削刃上选定点，通过主切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平并同时垂直于基面和切削平面的平面面的平面”。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度主主剖剖面面参参考考系系（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分

22、的角度辅助平面辅助平面法法平平面面PnPn和和法法平平面面参参考考系系法平面法平面Pn:“通过主切削刃上选定点，并通过主切削刃上选定点，并垂直于切削刃的平面垂直于切削刃的平面”。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度，（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度辅助平面辅助平面假定工作平面（进给剖面）假定工作平面（进给剖面）Pf：“通过主切削刃上选定点，通过主切削刃上选定点，平行于进给方向并垂直于平行于进给方向并垂直于基面的平面基面的平面”背平面（切深剖面）背平面（切深剖面）Pp:“通过主切削刃上选定点，通过主切削刃上选定点，同时垂直于基

23、面和假定工同时垂直于基面和假定工作平面的平面作平面的平面”。进进给给剖剖面面参参考考系系第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度工作平面参考系，常用于刀具制造过程中，如铣削刀槽、刃磨刀面时的角度测量。（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度辅助平面辅助平面l 假定运动条件：假定运动条件： 车刀的进给速度为零。车刀的进给速度为零。l 假定安装条件：假定安装条件：车刀刀尖和工件回转中心等高；刀杆中心线车刀刀尖和工件回转中心等高；刀杆中心线和进给运动方向垂直。和进给运动方向垂直。 满足上述假定条件的坐标参考系叫做车刀标注角度参考系。正交平面参

24、考系、法平面参考系和假定工作平面参考系在满足上述假定条件下都称为刀具标注角度参考系。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度车刀的标注角度 在刀具的标注角度参考系中确定的切削刃与刀面的方位角度，在刀具的标注角度参考系中确定的切削刃与刀面的方位角度，称为称为刀具标注角度，刀具标注角度，是绘制刀具图样和车刀刃磨必须要掌握的角度，是绘制刀具图样和车刀刃磨必须要掌握的角度，它是如下假定条件下的刀具角度：它是如下假定条件下的刀具角度：主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃在基面内测量的角度：主偏角主

25、偏角kr ：“主主切削刃在基面上切削刃在基面上的投影与进给方的投影与进给方向的夹角向的夹角”。副偏角副偏角kr ：“副切削副切削刃在基面上的投影与进刃在基面上的投影与进给方向的夹角给方向的夹角”。刀尖角：刀尖角：“主切削刃与副切削刃之主切削刃与副切削刃之间的夹角间的夹角”。r=180-(r+r)第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度（车刀的标注角度（主偏角主偏角kr、副偏角、副偏角kr）基面主剖面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃后刀面后刀面切削平面切削平面前刀面前刀面基面基面在正交

26、平面/主剖面内测量的角度后角后角o：“后刀面与切后刀面与切削平面的夹角削平面的夹角”前角前角o ：“前刀面与基面之间的前刀面与基面之间的夹角夹角”。楔角楔角0 ：主剖面中测量的前、后主剖面中测量的前、后刀面间夹角。刀面间夹角。 090 （0 0）第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度（车刀的标注角度（前角前角o 、后角、后角o ）l在主剖面中，前刀面与基面平行时前角为零，前刀面与切削在主剖面中，前刀面与基面平行时前角为零，前刀面与切削平面间夹角小于平面间夹角小于90 90 时前角为

27、正、大于时前角为正、大于90 90 时前角为负。时前角为负。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度l后刀面与基面夹角小于后刀面与基面夹角小于9090时，后角为正；大于时，后角为正；大于9090时后角时后角为负。加工中，后角一般不选负值。为负。加工中，后角一般不选负值。（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度（车刀的标注角度（前角前角o 、后角、后角o ）在切削平面内：基面主剖面切削平面基面基面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃后刀面后刀面切削平面切削平面前刀面前刀面基面基面主切削刃主切削刃刃倾角刃倾角S：“ 主切削刃与基面

28、主切削刃与基面之间的夹角之间的夹角”第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度（车刀的标注角度（刃倾角刃倾角S ） 刃倾角s切削平面内测量，是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时，s定为正值；反之为负。q s影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度，s常取负值；精加工时为防止切屑划伤已加工表面，s常取正值或零。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度（车刀的

29、标注角度（刃倾角刃倾角S ）基面基面主切削刃主切削刃后刀面后刀面切削平面切削平面前刀面前刀面基面基面主切削刃主切削刃基面主剖面切削平面在正交平面参考系中的标注角度在正交平面参考系中的标注角度主偏角主偏角kr副偏角副偏角kr前角前角o 后角后角o刃倾角刃倾角S楔角楔角0 刀尖角刀尖角r第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度车刀的标注角度在正交平面参考系中的标注角度在正交平面参考系中的标注角度第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二

30、）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度车刀的标注角度主偏角主偏角kr副偏角副偏角kr前角前角o 后角后角o刃倾角刃倾角S楔角楔角0 刀尖角刀尖角r在法平面参考系中的标注角度在法平面参考系中的标注角度基面基面主切削刃主切削刃主切削刃主切削刃基面切削平面法剖面后刀面后刀面切削平面切削平面前刀面前刀面第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度车刀的标注角度主偏角主偏角kr副偏角副偏角kr法前角法前角n 法后角法后角n刃倾角刃倾角S在进给、切深平面参考系中的标注角度在进给、

31、切深平面参考系中的标注角度主切削刃主切削刃基面进给剖面后刀面后刀面前刀面前刀面基面基面切切削削平平面面切深剖面第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的标注角度车刀的标注角度主偏角主偏角kr副偏角副偏角kr进给前角进给前角f 进给后角进给后角f背前角背前角p背给后角背给后角p 刀具标注角度参考系，在定义基面时都只考虑主运动，不考虑进刀具标注角度参考系，在定义基面时都只考虑主运动，不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考系给运动，即在假定运动条件下确定的参考系，往往不能确切地反映切往往不能确

32、切地反映切削加工的真实情形。只有用削加工的真实情形。只有用合成切削运动合成切削运动方向方向ve来确定参考系，才符来确定参考系，才符合切削加工的实际。合切削加工的实际。例如，例如，三把刀具的标注角度完全相同，但由于合三把刀具的标注角度完全相同，但由于合成切削运动方向成切削运动方向ve不同，后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的实际不同，后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的实际情形有很大不同。情形有很大不同。 同样，同样，刀具实际安装位置也影响工作角度的大小刀具实际安装位置也影响工作角度的大小。 刀具工作角度参考系同标注角度参考系的唯一区别是刀具工作角度参考系同标注角度参考系的唯一区别是用用ve取代取代

33、vc，用实，用实际进给运动方向取代假定进给运动方向际进给运动方向取代假定进给运动方向。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的工作角度车刀的工作角度 刀具工作角度：刀具工作角度：按照切削加工的实际情况，在刀具工作角度参考按照切削加工的实际情况，在刀具工作角度参考系中所确定的角度。系中所确定的角度。 如果考虑合成切削运动和实际安装条件，则刀具角度的参考系将如果考虑合成切削运动和实际安装条件，则刀具角度的参考系将发生变化，刀具角度也将发生变化，即刀具的发生变化，刀具角度也将发生变化，即刀具的实际

34、工作角度不等于标实际工作角度不等于标注角度注角度。 由于通常进给速度远小于主运动速度，所以在一般安装条件下，由于通常进给速度远小于主运动速度，所以在一般安装条件下，刀具的工作角度刀具的工作角度近似等于近似等于标注角度，如普通车削、镗削、端铣、周铣标注角度，如普通车削、镗削、端铣、周铣等。只有在进给运动引起刀具角度值变化较大时才计算工作角度，如等。只有在进给运动引起刀具角度值变化较大时才计算工作角度，如车螺纹或丝杠和钻孔等。车螺纹或丝杠和钻孔等。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的工作角度

35、车刀的工作角度主剖面基面切削平面横向进给运动对工作角度的影响横向进给运动对工作角度的影响（1）横向）横向进给运动对工作角度的影响进给运动对工作角度的影响 以切断车刀为例，在不考虑进给运动时，车刀主切削刃选定点相对于工件的运动轨迹为一圆周，切削平面Ps为通过切削刃上该点切于圆周的平面，基面Pr为平行于刀杆底面同时垂直于Ps的平面,o、o为标注前角和后角。 当考虑横向进给运动之后，切削刃选定点相对于工件的运动轨迹为一平面阿基米德螺旋线，切削平面Ps变为通过切削刃切于螺旋面的平面Pse,基面也相应倾斜为Pre,角度变化值为。工作主剖面Poe仍为平面。第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的

36、基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度主剖面基面切削平面当进给量当进给量f一定时，随一定时，随 d 值值值值，接近中心，接近中心oe为负值。为负值。 当当 f值值。横车时横车时 f 不宜过大，并应适当加大不宜过大，并应适当加大o横向进给运动对工作角度的影响横向进给运动对工作角度的影响（1）横向）横向进给运动对工作角度的影响进给运动对工作角度的影响 基面dfndnfvvtgcfooeoe0 当考虑横向进给运动之后，在工作参考系(Pre、Pse、Poe)内的工作角度oe、oe为：第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度在车床上切断工件时，切到最后

37、工件为什么会被挤断？在车床上切断工件时，切到最后工件为什么会被挤断？ 考虑横向进给运动影响，刀具的工作后角变小，当直径很小时，可考虑横向进给运动影响，刀具的工作后角变小，当直径很小时，可能使工作后角变为负值，刀具不能正常切削而将工件挤断。能使工作后角变为负值，刀具不能正常切削而将工件挤断。 （1）横向）横向进给运动对工作角度的影响进给运动对工作角度的影响 第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（二）刀具切削部分的角度（二）刀具切削部分的角度车刀的工作角度车刀的工作角度切深平面tanph/22wh)2d( oe=o oe=o tan tanp cosr（2）装刀高低对工作角度的影响）装刀高低对工作角度的影响 换算到正交平面内为：换算到正交平面内为： 当刀尖安装得高于工件中心线h,工作切削平面将变为Pse,工作基面变为Pre,工作角度也发生了变化。pe=pp；pe=p p 当刀尖低于工件中心线时，上述计算公式中符号相反；镗孔时计算公式同外圆车削相反。Dhppppepppe2sin第一节第一节 金属切削过程的基本知识金属切削过程的基本知识二、刀具几何角度二、刀具几何角度（3）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响）刀杆中心线与进给方向不垂直的