外圓車刀的角度教案概要

第三節(jié)刀具幾何參數(shù)一、車刀的基本構(gòu)成刀頭是車刀的切削部分（用于承擔(dān)切削工作），刀體是夾持部分（用來(lái)安裝刀片或與機(jī)床連接)。不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，就其單刀齒切削部分，都可以看成由外圓車刀的切削部分演變而來(lái)，本節(jié)以外圓車刀為例來(lái)介紹其幾何參數(shù)。由刀頭和刀體兩部分構(gòu)成。第一頁(yè)第二頁(yè)，共39頁(yè)。（1)前刀面Aγ

刀具上切屑流過(guò)的表面。1.刀面（2)主后刀面Aα

切削時(shí)與工件上過(guò)渡表面相對(duì)的刀具表面。（3)副后刀面

切削時(shí)與工件已加工的表面相對(duì)的刀具表面。刀具切削部分的基本定義如圖第二頁(yè)第三頁(yè)，共39頁(yè)。車刀的構(gòu)成第三頁(yè)第四頁(yè)，共39頁(yè)。第四頁(yè)第五頁(yè)，共39頁(yè)。2.刀刃（1）主切削刃S前刀面與主后刀面在空間的交線。如圖（2）副切削刃S‘前刀面與副后刀面在空間的交線。3．刀尖三個(gè)刀面在空間的交點(diǎn)，也可理解為主、副切削刃連接處的那一小部分切削刃。在實(shí)際應(yīng)用中，為增加刀尖的強(qiáng)度與耐磨性，一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過(guò)渡刃。第五頁(yè)第六頁(yè)，共39頁(yè)。車刀的構(gòu)成第六頁(yè)第七頁(yè)，共39頁(yè)。刀具要從工件上切下金屬，就必須具備一定的切削角度，這些角度決定了刀具切削部分各表面的空間位置，為了確定刀具上刀面及切削刃在空間的位置，首先應(yīng)建立空間參考系。參考系是用于一組定義和規(guī)定刀具角度的參考平面。參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系兩類。二、確定刀具角度的參考系第七頁(yè)第八頁(yè)，共39頁(yè)。在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)，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(biāo)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(biāo)注角度。靜止參考系中最常用的刀具標(biāo)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。第八頁(yè)第九頁(yè)，共39頁(yè)。

2.正交平面參考系由以下三個(gè)在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。如圖(1)基面pr通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。(2)切削平面ps

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。(3)正交平面po

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。第九頁(yè)第十頁(yè)，共39頁(yè)。正交平面參考系第十頁(yè)第十一頁(yè)，共39頁(yè)。

3.其它刀具標(biāo)注參考系（1）法平面pn與法平面參考系

1)法平面通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)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。第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共39頁(yè)。（2）假定工作平面pf、背平面pp及其參考系1)假定工作平面pf

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)基面以及其方位平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面。(見(jiàn)圖)3)假定工作平面、背平面參考系pr、pf、pp組成的參考系。2)

背平面pp通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，且垂直于基面和假定工作平面的平面。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共39頁(yè)。第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共39頁(yè)。（三）刀具的標(biāo)注角度（1）基面中測(cè)量的刀具角度1）主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf

方向之間的夾角。如圖2）副偏角κr′副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf反方向之間的夾角。3）刀尖角εr

主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。εr=180°-(κr＋κr′)。第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共39頁(yè)。車刀的主要角度第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共39頁(yè)。（2）切削平面中測(cè)量的刀具角度1）刃傾角λs主切削刃與基面之間的夾角。如圖它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測(cè)量，但有正負(fù)之分。當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)λs=0°；當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對(duì)基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)λs＞0°；反之λs≤0°。第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共39頁(yè)。車刀的主要角度第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共39頁(yè)。（3）正交平面中測(cè)量的刀具角度1)前角γO

前刀面與基面之間的夾角。如圖2)后角αo

后面與切削平面之間的夾角。3)楔角βo

前面與后面之間的夾角，它是個(gè)派生角。它與前角、后角有如下的關(guān)系：βo＝90°－(γO＋αo)。說(shuō)明：以上標(biāo)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(jìn)給方向，以及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共39頁(yè)。在正交平面參考系中的標(biāo)注角度（5）副偏角κrˊ（6）副后角αoˊ派生角度：楔角βo、刀尖角εrr（1）主偏角κr（4）后角αo（2）刃傾角λs（3）前角γo第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。在法平面參考系中的標(biāo)注角度（1）主偏角κr（2）刃傾角λs（3）法前角γn

（4）法后角αn（5）法楔角βn第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。在假定工作平面參考系中的標(biāo)注角度（1）主偏角κr（2）刃傾角λs（3）側(cè)前角γf（4）側(cè)后角αf（5）側(cè)楔角βf（6）背前角γp（7）背后角αp（8）背楔角βf第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。（四）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。刀具實(shí)際切削時(shí)，若考慮實(shí)際進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和安裝情況的影響，刀具角度的參考系將發(fā)生變化，其工作角度就不同于標(biāo)注角度。

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(diǎn)就在于它以合成切削運(yùn)動(dòng)υe或刀具安裝位置條件來(lái)確定工作參考系的基面pre。由于工作基面的變化，將帶來(lái)工作切削平面pse的變化，從而導(dǎo)致工作前角γoe、工作后角αoe

的變化。第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。

1、刀具安裝位置對(duì)工作角度的影響

（1）刀具安裝高低的影響γpe=γp＋θpαpe=αp－θptanθp＝h/

γoe=γo＋θαoe=αo－θ

tanθ＝tanθpcosκr刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，角度變化與上述相反第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。（2）刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直的影響

=+G=-G

=-G=+G第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

（1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響（如圖）

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝f/πd①當(dāng)進(jìn)給量f一定時(shí)，隨d值↓—μ值↑，接近中心αoe為負(fù)值。②當(dāng)f↑—μ值↑橫車時(shí)f不宜過(guò)大，并應(yīng)適當(dāng)加大αo第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。

（2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝tanμfsinκr

＝fsinκr/(πdw)f↑或dw↓時(shí)，μf、μ均↑車削右螺紋時(shí)左側(cè)刃應(yīng)↑αo(α左

8°α右2°)右刃應(yīng)↑γo車右螺紋時(shí)左側(cè)刃

γfe=γf＋μfαfe=αf－μf

tanμf＝f/πdw第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共39頁(yè)。

切削層是指在切削過(guò)程中，由刀具在切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作（或指切削部分切過(guò)工件的一個(gè)單程，或指只產(chǎn)生一圈過(guò)渡表面的動(dòng)作）所切除的工件材料層。

車削的切削層即指工件轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)，車刀主切削刃移動(dòng)一個(gè)進(jìn)給量的距離，車刀所切下的材料層。如圖

切削層參數(shù)就是指切削層的截面尺寸。它直接決定了刀具切削部分所承受的負(fù)荷大小及切下的切屑的形狀和尺寸。第四節(jié)切削層參數(shù)與切削方式一、切削層參數(shù)第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。指作用切削刃在基面上投影的兩個(gè)極限點(diǎn)間的距離，即在基面內(nèi)沿過(guò)渡表面度量的切削層尺寸。bD＝ap／sinKr切削層參數(shù)包括:1)切削層公稱橫截面積AD（如圖）2)切削層公稱寬度bD在切削層尺寸平面（即基面）內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hDbD=apf第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。車削時(shí)的切削層尺寸第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共39頁(yè)。上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層公稱橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。1)切削層公稱厚度hD（如圖）

指切削層橫截面積與切削層公稱寬度之比，即在基面內(nèi)垂直于過(guò)渡表面度量的切削層尺寸。

hD＝fsinKr第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共39頁(yè)。車削時(shí)的切削層尺寸第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共39頁(yè)。二、切削方式只有一條直線切削刃參加切削稱為自由切削。1、自