刀具的組成及主要角度課件

1、1.3刀具的組成及主要角度1.3.1 刀具（切削部分）的組成 由工作部分和非工作部分構(gòu)成。 不論刀具結(jié)構(gòu)如何復雜，其切削部分都可以看成由外圓車刀的切削部分演變而來，本節(jié)以外圓車刀為例來介紹其幾何參數(shù)。 1.3刀具的組成及主要角度1.3.1 刀具（切削部分）的組成 金屬切削刀具的種類雖然很多，但它們切削部分的幾何形狀與參數(shù)卻有著共性的內(nèi)容。不論刀具構(gòu)造如何復雜，它們的切削部分總是近似地以外圓車刀切削部分為基本形態(tài)。 金屬切削刀具的種類雖然很多，但它們切削部分的幾圖1.3各種刀具切削部分的形狀圖1.3各種刀具切削部分的形狀圖1.4不重磨式刀具的切削部分圖1.4不重磨式刀具的切削部分（1)前刀面 切

2、屑流過的刀面。 一.刀 面（2)主后刀面 與工件正在被切削加工的 表面(過渡表面）相對的刀面。 （3)副后刀面 與工件已切削加工的表面相對 的刀面。刀具切削部分的基本定義（1)前刀面 切屑流過的刀面。 一.刀 面（2)主后刀面 圖 車 刀 的 構(gòu) 成圖 車 刀 的 構(gòu) 成 二.刀刃（1）主切削刃S 前面與主后面的交線。（2）副切削刃S 前面與副后面的交線。 三刀尖 三個刀面在空間的交點，也可理解為主、副切削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。 在實際應用中，為增加刀尖的強度與耐磨性，一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。 二.刀刃（1）主切削刃S 前面與主后面的交線。（2）副切刀具角度是為刀具設計、

3、制造、刃磨和測量時所使用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切削部分幾何形狀（各表面空間位置）的重要參數(shù)。用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準坐標面稱為參考系;參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系兩類。 1.3.2 刀具角度參考系刀具角度是為刀具設計、制造、刃磨和測量時所使用的幾何參數(shù)，它在設計、制造、刃磨和測量時，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標注角度參考系。1刀具靜止參考系在該參考系中定義的角度稱為刀具的標注角度。靜止參考系中最常用的刀具標注角度參考系是正交平面參考系,其它參考系有法平面參考系、假定工作平面參考系等。 在設計、制造、刃磨和測量時，用于定義刀具幾何1刀具靜止參考 2.

4、正交平面參考系由以下三個在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。圖2、5(1)基面pr通過切削刃上選定點，垂直于該點切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝（底面）(2)切削平面ps 通過切削刃上選定點，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。(3)正交平面po 通過切削刃上選定點，同時與基面和切削平面垂直的平面。 2.正交平面參考系由以下三個在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。 圖1.6 正交平面參考系 圖1.6 正交平面參考系1.3.3 刀具的標注角度一.正交平面參考系角度（1）基面中測量的刀具角度1）主偏角r 主切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf 方向之間的夾角。2）副偏角r 副切削刃在基面上的投影與進給

5、運動速度vf反方向之間的夾角。3）刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。r=180-(r r)r是標注角度是否正確的驗證公式之一。1.3.3 刀具的標注角度（1）基面中測量的刀具角度1）主（2）切削平面中測量的刀具角度1）刃傾角s 主切削刃與基面之間的夾角。它在切削平面內(nèi)標注或測量，但有正負之分。當主切削刃與基面平行時s=0；當?shù)都恻c相對基面處于主切削刃上的最高點時s 0；反之s 0。 4）主切削刃和副切削刃之間的過渡刃參數(shù)將改變刀尖的幾何形狀,用刀尖圓弧半徑r描述，當r=0時為尖角過渡，r0時為圓角過渡，直線過渡時用和 b參數(shù)描述(圖2.22)。（2）切削平面中測量的

6、刀具角度1）刃傾角s （3）正交平面中測量的刀具角度1)前角O 在正交平面內(nèi)前刀面與基面之間的夾角。2)后角o在正交平面內(nèi)后刀面與切削平面之間的夾角。3)楔角o 是派生角一般不標出 o90(Oo)說明：以上標注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進給方向，以及不考慮進給運動的影響等條件下確定的。（3）正交平面中測量的刀具角度1)前角O 在正交平面內(nèi)前 圖1.7車刀的主要角度 圖1.7車刀的主要角度 二 .其它刀具標注參考系（1）法平面Pn與法平面參考系 1)法平面 通過切削刃上選定點并垂直于切削刃的平面2)法平面參考系 Pr-Ps-Pn組成的參考系（圖2.8)。 二 .其它刀具標

7、注參考系（1）法平面Pn與法平面參考系 圖 1.8 正交平面參考系與法平面參考系圖 1.8 正交平面參考系與法平面參考系（2）假定工作平面pf、及其參考系 假定工作平面 通過切削刃上選定點并垂直于該點基面以及其方位平行于假定進給運動方向的平面。(3)背平面參考系 pr、ps、pp組成的參考系。 （2）假定工作平面pf、及其參考系 假定工作平面 通三.刀具工作角度刀具在工作參考系中確定的角度稱為刀具工作角度。 研究刀具工作角度的變化趨勢，對刀具的設計、改進、革新有重要的指導意義。1刀具工作參考系的建立 與靜態(tài)系統(tǒng)中正交平面參考系建立的定義和程序相似，不同點就在于它以合成切削運動e或刀具安裝位置條

8、件來確定工作參考系的基面pre。 由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面pse的變化，從而導致工作前角oe、工作后角oe 的變化。三.刀具工作角度刀具在工作參考系中確定的角度稱為刀具工作角度刀具工作參考系(1)工作基面pre 通過切削刃上的選定點，垂直于合成切削速度方向的平面。(2)工作切削平面pse通過切削刃上的選定點，與切削刃相切且垂直于工作基面的平面。(3)工作正交平面poe通過切削刃上的選定點，同時垂直于工作基面、工作切削平面的平面。刀具工作參考系(1)工作基面pre 通過切削刃上的選定點，垂2刀具工作角度的分析 在工作正交平面參考系中，一般考核刀具工作角度(oe 、oe 、re、re

9、、oe 、se)的變化，對刀具角度設計補償量以及對切削加工過程的影響情況。 在車削(切斷、車螺紋、車絲杠)、鏜孔、銑削等加工中，通常因刀具工作角度的變化，對工件已加工表面質(zhì)量或切削性能造成不利影響。2刀具工作角度的分析 在工作正交平面參1）橫向進給運動對工作前、后角的影響（1）進給運動對工作前、后角的影響1）橫向進給運動對工作前、后角的影響（1）進給運動對工作前、用刃傾角s=0車刀車削外圓時，由于車刀的刀尖高于工件中心，使其基面和切削平面的位置發(fā)生變化，工作前角oe增大，而工作后角oe減小。若切削刃低于工件中心，則工作角度的變化情況正好相反。加工內(nèi)表面時，情況與加工外表面相反。（2）刀具安裝位

10、置對刀具工作角度的影響1)刀尖安裝高低對工作前、后角的影響圖1.12用刃傾角s=0車刀車削外圓時，由于車刀的刀尖高于工件中心 圖1.12 刀尖安裝高低對工作角度的影響 圖1.12 刀尖安裝高低對工作角度的影響當?shù)稐U中心線與進給運動方向不垂直且逆時針轉(zhuǎn)動G角時，工作主偏角將增大，工作副偏角將減小。如圖1.11所示。2）刀桿安裝偏斜對工作主、副偏角的影響當?shù)稐U中心線與進給運動方向不垂直且逆時針轉(zhuǎn)動G角時，工作主偏圖1.11車刀安裝偏斜對工作主偏角、副偏角的影響圖1.11車刀安裝偏斜對工作主偏角、副偏角的影響四、刀具角度的選擇1.前角O （1）功用O 刀刃鋒利，切屑變形切削力和切削功率刀刃和刀尖強度

11、，散熱體積刀具壽命四、刀具角度的選擇1.前角O （1）功用O o1Pro2o1Pro2（2）選擇前角大小取決于：工件材料、刀具材料及加工要求。工件材料強度、硬度較低時，應取較大前角，反之應取較小的前角。加工塑性材料時，應取較大前角，加工脆性材料時，應取較小的前角。刀具材料韌性好（高速鋼），取較大前角，反之（硬質(zhì)合金）取較小前角。粗加工時，取較小前角，精加工時，取較大前角。 （2）選擇前角大小取決于：工件材料、刀具材料及加工要求。工件2.后角o （1）功用o 后刀面與工件的摩擦后刀面的磨損率（2）選擇后角大小取決于：切削厚度、工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。切削厚度越大，后角越?。还ぜ牧显杰洝⑺苄栽酱?，后角越大；工藝系統(tǒng)剛度較差時，適當減小后角； 2.后角o （1）功用o后刀面與工件的摩擦后刀面的磨損率3.主偏角r 和副偏角r （1）功用r 和r 刀刃強度表面粗糙度背向力Fp殘留面積高度，散熱條件刀具壽命，進給力Ff3.主偏角r 和副偏角r （1）功用r 和r刀刃kr1Krkr2FpFfkr1Krkr2FpFf（2）選擇工藝系統(tǒng)剛性較好時，主偏角取較小值；反之取較大值。副偏角大小取決于表面粗糙度（515)，粗加工時取大值，精加工取小值。（2）選擇工藝系統(tǒng)剛性較好時，主偏角取較小值；反之取較大值。4.刃傾角s （1）功用（2）選擇 主要影響刀頭的強度和切屑的流