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1、第三章 金属切削基本知识,第一节 刀具切削部分几何参数,一、刀具切削部分的构成,图3-1 车刀切削部分的组成要素,刀面,前刀面后刀面副后刀面,刀刃,主切削刃副切削刃刀尖,一、刀具切削部分的构成,图3-2 刀尖的类型,二、刀具的静态角度,确定刀具角度的坐标参考系： 实际合成切削运动方向 工作参考系 进给运动方向 刀具实际安装位置,二、刀具的静态角度,确定刀具角度的坐标参考系： 主运动方向 静止参考系 进给运动方向 刀具安装位置,二、刀具的静态角度,确定刀具角度的坐标参考系： 工作参考系 工作角度 静止参考系 静态角度,1. 刀具静止参考系,刀具静止参考系是在下列假定条件下建立的：1）刀刃上的选定
2、点位于假定工件的轴平面内，是刀具静止参考系的原点； 2）过刀具切削刃选定点的假定的进给运动方向位于车刀刀体（轴线）的法平面内并与车刀底面相平行；3）过刀具切削刃选定点的假定的主运动方向垂直于车刀刀体的底面。,图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）,1. 刀具静止参考系,构成刀具静止参考系的基准平面有六个：（1） 基面Pr：通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。 车刀的基面平行于刀体底面。,图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）,1. 刀具静止参考系,(2) 切削平面Ps：通过切削刃选定点，与
3、切削刃相切，并垂直于基面的平面。,1. 刀具静止参考系,(3) 正交平面Po：通过切削刃选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。,1. 刀具静止参考系,(3) 正交平面Po： 正交平面为垂直于切削刃在基面上的投影的平面。 由基准平面PrPsPo组成的静止参考系称为刀具的正交平面参考系。,图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）,1. 刀具静止参考系,（4）法平面Pn：通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。,1. 刀具静止参考系,（4）法平面Pn：通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。 由基准平面PrPsPn组成的静止参考系称为刀具的法平面参考系。,
4、图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）,1. 刀具静止参考系,（5）假定工作平面Pf：通过切削刃上选定点，垂直于基面，且平行于假定进给运动方向的平面。,1. 刀具静止参考系,（6）背平面Pp：通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和假定工作平面的平面。,1. 刀具静止参考系,（6）背平面Pp：通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和假定工作平面的平面。 由基准平面PrPfPp组成的静止参考系称为刀具的假定工作平面背平面参考系。,图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）,2. 刀具的静态角度,刀具在正交平面参考
5、系中定义的静态角度有：（1）前角go：在正交平面Po上测量的刀具前面Ag 与基面Pr之间的夹角。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（2）后角ao：在正交平面Po上测量的刀具后面Ag 与切削平面Ps之间的夹角。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（3）主偏角kr：在基面Pr上测量的切削平面Ps与假定工作平面Pf之间的夹角。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（4）刃倾角ls：在切削平面Ps上测量的刀具主切削刃S与基面Pr间的夹角。 刃倾角总为锐角，其正、负值的确定原则为：当刀尖位于主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；反之为负值。 切削刃的选定
6、点、刃倾角和主偏角这三个参数，确定了主切削刃在参考系中的位置。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（5）副偏角kr：副偏角kr是在基面Pr上测量的副切削平面Ps与假定工作平面Pf之间的夹角。 副偏角kr一般为锐角。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（6）副后角ao：副后角ao是在副正交平面Po上测量的副后面Aa与副切削平面Ps之间的夹角。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,上述六个角度（go、ao、kr、ls、kr、 ao）是在正交平面参考系中，确定车刀三个刀面（前面Ag、后面Aa、副后面Aa）、两个刀刃（主切削刃S、副切削刃S）的位置所
7、必需的六个独立的刀具角度。,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（7）楔角 b：楔角 b是在正交平面Po上测量的前面Ag 与后面Aa 之间的夹角。 b =90-（ go + ao ）,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（8）刀尖角er ：刀尖角er是在基面Pr上的测量切削平面Ps与副切削平面之间的夹角。 er =180-（ kr + kr ）,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,（9）余偏角：余偏角是在基面Pr上测量的切削平面Ps与背平面Pp之间的夹角。 =90- kr,图3 - 4 车刀的静态角度,2. 刀具的静态角度,刀具在法平面参考系中定
8、义的静态角度也有六个：即： 法前角gn 法后角an 主偏角kr 刃倾角ls 副偏角kr 副法后角an其中主偏角kr、刃倾角ls、副偏角kr同正交平面参考系中的角度完全相同，其余三个角度，即法前角gn、法后角an、副法后角an的定义不一样。,2. 刀具的静态角度,正交平面参考系与法平面参考系之间的角度换算公式：,2. 刀具的静态角度,刀具在假定工作平面背平面参考系中定义的刀具角度也有六个： 即： 侧前角gf 侧后角af 背前角gp 背后角ap 副侧后角af 副背后角ap,2. 刀具的静态角度,正交平面参考系与假定工作平面、背平面参考系之间的角度换算公式：,三、刀具的工作角度,例1 基面Pr与工作
9、基面Pre的比较： 基面Pr是通过切削刃上选定点且垂直于假定主运动方向的平面；而工作基面Pre是通过切削刃上选定点，垂直于合成切削运动方向的平面。二者的不同点在于前者的主运动方向是假定的，而后者的合成切削运动方向是实际存在的。,三、刀具的工作角度,例二 前角go与工作前角goe的比较： 前角go是在正交平面Po上测量的前面Ag 与基面Pr之间的夹角；而工作前角goe 是在工作正交平面Poe中测量的前面Ag 与工作基面Pre之间的夹角。二者的差异在于定义刀具角度参考系的三个基准平面都不同，原因还在于静止参考系的基准轴线是假定的，而工作参考系的基准是实际存在的合成切削运动与进给运动。,三、刀具的工作角度,1. 进给运动对刀具工作角度的影响,图3-5 横向进给对工作角度的影响,三、刀具的工作角度,1. 进给运动对刀具工作角度的影响,图3-5 横向进给对工作角度的影响,goe = go +,aoe = ao,三、刀具的工作角度,2.刀具安装位置对工作角度的影响 1)刀具安装高低对工作角度的影响,gpe = g p + q p,ape = a p q p,三、刀具的工作角度,2.刀具安装位置对工作角度的影响 2)刀杆轴线与进给方向不垂直的影响,kre =kre Gr,kre =kre -（ Gr）,
