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2.1.3第二章 金属切削基本知识(1刀具几何)ccx


图5-2 CA6140型卧式车床外形图 型卧式车床外形图

CA6140卧式车床的结构

2.1.3 刀具几何参数

一、刀具切削部分的组成
刀头 外圆车刀 刀体

图1-7 刀具的切削部分

一、刀具切削部分的组成
1、前刀面( Ar ) rake face 、前刀面
刀具上切屑流过的表面。 刀具上切屑流过的表面。

2、主后面( A ) tool flank 、主后面
a

刀具上与过渡表面相对的表面。 刀具上与过渡表面相对的表面。?

3、副后面( A ) secondary tool flank 、副后面
' a

刀具上与工件已加工表面相对的表面。 刀具上与工件已加工表面相对的表面。

图1-8 车刀的组成

4、主切削刃( S ) ( main/major/lead cutting edge) 、主切削刃
主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。 主切削刃是前刀面与主后刀面的交线 。 在切削过程中担任主要切削工作。 在切削过程中担任主要切削工作。

5、副切削刃(S′) ( end/front-/side-cutting edge) 、副切削刃
副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。 副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。 靠近刀尖部分参加少量切削工作。 靠近刀尖部分参加少量切削工作。?

6、刀尖 (end land; nose of tool; tool nose) 、
主切削刃与副切削刃连接处的那一小 部分切削刃。 部分切削刃。

主后刀面 前刀面 副后刀面 三面两刃一尖

主切削刃 副切削刃
《GB/T 12204-1990 金属切削基本术语》 金属切削基本术语》

刀尖

楔(xie)部 部 楔部:刀具切削部分由前刀面和后刀面 主 楔部 刀具切削部分由前刀面和后刀面(主 刀具切削部分由前刀面和后刀面 后刀面和副后刀面)所包围的那部分实体 所包围的那部分实体。 后刀面和副后刀面 所包围的那部分实体。 任何切削刀具都是在这个楔部实体基 础上演变出来的。其他各类刀具, 础上演变出来的。其他各类刀具,可以看 成是车刀的演变和组合。 成是车刀的演变和组合。

车刀演变

钻头—两把一正一反并在一起同时镗 钻头 两把一正一反并在一起同时镗 削孔壁的车刀,因而有两个主切削刃, 削孔壁的车刀,因而有两个主切削刃,两 个副切削刃,另外还多了一个横刃。 个副切削刃,另外还多了一个横刃。 铣刀—由多把车刀组合而成的符合刀 铣刀 由多把车刀组合而成的符合刀 其每一个刀齿相当于一个车刀。 具,其每一个刀齿相当于一个车刀。

二、确定刀具角度的参考系
刀具静止参考系(标注参考系) 刀具静止参考系(标注参考系)
在不考虑进给运动, 在不考虑进给运动,并在特定的安装条件下的参 考系。是在刀具设计、制造、刃磨、 考系。是在刀具设计、制造、刃磨、测量时用于 定义刀具几何参数的参考系。 定义刀具几何参数的参考系。

刀具动态参考系(刀具工作参考系 刀具动态参考系 刀具工作参考系) 刀具工作参考系
考虑了进给运动及实际安装条件下的参考系。 考虑了进给运动及实际安装条件下的参考系。它 是确定刀具在切削运动中有效工作角度的基准。 是确定刀具在切削运动中有效工作角度的基准。

参考平面(静止系): 参考平面(静止系):

1、基面(Pr ) 、基面(
通过主切削刃上某一选定点, 通过主切削刃上某一选定点 , 垂直 的平面。 于该点主运动方向的平面 于该点主运动方向的平面。

2、切削平面( Ps ) 、切削平面(
通过主切削刃上某一选定点, 通过主切削刃上某一选定点,与主切 削刃相切且垂直于基面的平面。 削刃相切且垂直于基面的平面。(平行于 该点主运动方向) 该点主运动方向) Pr Ps

二、确定刀具角度的参考系
测量平面: 测量平面:

3、正交平面(Po ) 、正交平面(
通过切削刃上的选定点并同时垂直于 基面和切削平面的平面。 基面和切削平面的平面。 Pr ⊥ Ps ⊥ Po

4、法平面( Pn ) 、法平面(
它是通过切削刃选定点并垂直于切削刃 的平面。 若切削刃为曲线 若切削刃为曲线, 的平面 。 (若切削刃为曲线, 则垂直于切削刃
在该点的切线) 在该点的切线

Pn ⊥ S

5、假定工作平面( 进给平面 )(Pf ) 、假定工作平面 (
通过切削刃选定点平行于假定的进给运动方向 通过切削刃选定点平行于假定的进给运动方向 并垂直于基面的平面。 并垂直于基面的平面。通常也平行或垂直于刀具上 制造、刃磨和测量时的基准。 制造、刃磨和测量时的基准。

P

f

Pf ∥ Vf

6、背平面(切深平面) (Pp ) 、背平面(切深平面)
通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工 通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工 作平面的平面。 作平面的平面。 的平面

Pp ⊥

Vf

Pr ⊥ Pp ⊥ Pf

P 二、确定刀具角度的参考系 f
正交平面参考系

Pr- Ps- Po
法平面参考系

P

p

Pr- Ps- Pn
假定工作平面--背平面参考系 假定工作平面 背平面参考系

Pr- Pf- Pp

三、刀具的标注角度? 刀具的标注角度?
1、正交平面参考系内的刀具角度 、
主偏角( 1) 主偏角( k ) 基面上 主切削平面( 在基面上,主切削平面(即主切削刃选定点 处的切削平面) 与假定工作平面之间的夹角, 处的切削平面 ) 与假定工作平面之间的夹角 , 它总是正值。 它总是正值。
r

2) 刃倾角 λ ) 刃倾角( 在主切削平面 切削平面内 主切削刃与基面的夹角。 在主切削平面内,主切削刃与基面的夹角。
s

3) 前角( γ ) 前角(
0

在主切削刃上选定点的正交平面内 在主切削刃上选定点的正交平面内,前 正交平面 刀面与基面间的夹角。 刀面与基面间的夹角。 4) 后角( α 0 ) 后角( 在同一正交平面内 在同一正交平面内,后刀面与切削平 正交平面 面间的夹角。 面间的夹角。
以上角度是刀具的最基本的角度,正负规定为 以上角度是刀具的最基本的角度,

车刀角度正、 图1-13 车刀角度正、负 的规定方法

5)楔角( 5)楔角( β ) 楔角
0

在同一正交平面内 前刀面与后刀面的夹角。 在同一正交平面内,前刀面与后刀面的夹角。 正交平面 βo=90°-(γo+αo) °( 6)刀尖角( 6)刀尖角( ε ) 刀尖角
r

在基面内,主切削平面与副切削平面间的夹角。 基面内 主切削平面与副切削平面间的夹角。 εr=180°-(kr+k’r) = °( + )

1、正交平面参考系内的刀具角度 、 γo,αo,kr,k’r,λs,α’o , (βo,εr ) 2、法平面参考系内的刀具角度 、 γn,αn,kr,k’r,λs ( β o, ε r ) 3、假定工作平面,背平面参考系内的刀具角度 、假定工作平面,
γf,αf, γp,αp, kr,k’r,λs (βf, βp ,εr )

图1-12车刀的标注角度 车刀的标注角度

刀具的工作角度(车削加工) 四、刀具的工作角度(车削加工)
刀具的工作角度即刀具在工作参考系中 的角度。 的角度。 工作参考系中各平面的定义与标注参考系 类似, 类似,只需将定义中的主运动改成合成切削 运动即可。其符号在相应符号中加下标e。 运动即可。其符号在相应符号中加下标 。

Pre,Pse,Poe, Pne, Pfe, Ppe , , ,

刀具的工作角度(车削加工) 四、刀具的工作角度(车削加工)
1、刀具安装高低对工作角度的影响 、 a.当刀尖高于工件中心时 a.当刀尖高于工件中心时
γ 使工作前角 比
pe

γ γp 增大; 增大;
p

α 使工作后角 比
pe

减小。 α 减小。
p

图1-14 刀具安装高低对工 作角度的影响

b.当刀尖低于工件中心时(车削加工) b.当刀尖低于工件中心时(车削加工) 当刀尖低于工件中心时
使工作背前角γ 比 γ
pe

p

减小; 减小;

增大。 使工作背后角α 比 α p 增大。
pe

转换到正交平面内: 转换到正交平面内:

思考:镗内孔时刀尖安装高低对工作角度的影响? 思考:镗内孔时刀尖安装高低对工作角度的影响?

2、刀具轴线与进给方向不垂直 、
使工作主偏角和工作副偏角发生变化。 使工作主偏角和工作副偏角发生变化。 若刀杆右斜,则工作主偏角增大。 若刀杆右斜,则工作主偏角增大。

图1-15 刀杆轴线与进给方向不垂直


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