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1、,第1章金属切削加工基础知识,本章要点,切削运动与切削要素,金属切削机床,刀具,金属切削过程,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 切刀类 车刀、刨刀、插刀、镗刀、成形车刀等，一般只有一条切削刃,2.3 刀具,2.3.1 刀具类型,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 孔加工刀具 麻花钻、扩孔钻、锪孔钻、铰刀、镗刀,1.3 刀具切削部分的几何参数,1.3.1 刀具类型,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 拉刀类 拉出各种内外表面,1.3.1 刀具类型,1.3 刀具切削部分的几何参数,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 铣刀类,1.3.1 刀具类型,铣刀的类型及用途,
2、1.3 刀具切削部分的几何参数,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 螺纹刀具 丝锥、螺纹车刀、板牙等,1.3.1 刀具类型,1.3 刀具切削部分的几何参数,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 齿轮刀具 滚刀、插齿刀、剃齿刀、花键滚刀,1.3.1 刀具类型,1.3 刀具切削部分的几何参数,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 磨具类 砂轮、砂带、抛光轮,1.3.1 刀具类型,1.3 刀具切削部分的几何参数,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 组合刀具、自动线刀具,1.3.1 刀具类型,1.3 刀具切削部分的几何参数,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 数控机
3、床刀具,1.3.1 刀具类型,根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几类： 特种加工刀具,1.3.1 刀具类型,1.3 刀具切削部分的几何参数,各种刀具切削部分的形状,1.3.2 刀具切削部分的组成,1、刀柄：是刀具上的夹持部分；一般由采用碳钢。,2、切削部分：是刀具上直接参加切削工作的部分，也称刀头。,刀具的结构,刀柄+切削部分（刀头）,1.3.2 刀具切削部分的组成,切削部分由刀面、切削刃组成，采用各种专用刀具材料，根据需要制造成不同形状。其组成要素包括： 前刀面 主后刀面 副后刀面 主切削刃 副切削刃 刀尖,1.3.2 刀具切削部分的组成,前刀面：,直接作用于被切金属层且切屑流过的刀面。,
4、1.3.2 刀具切削部分的组成,主后刀面：,与工件过渡表面相对的刀面。,1.3.2 刀具切削部分的组成,副后刀面：,与工件已加工表面相对的刀面。,1.3.2 刀具切削部分的组成,主切削刃：,前刀面与主后刀面相交的棱边。,1.3.2 刀具切削部分的组成,副切削刃：,前刀面与副后刀面相交的棱边。,1.3.2 刀具切削部分的组成,刀尖：,主、副切削刃连接处的一部分切削刃。,1.3.2 刀具切削部分的组成,刀具静止角度参考系 设计制造测量角度时的基准,刀具工作角度参考系 实际切削中确定角度的基准,一、刀具静止参考系及坐标平面,1.3.3 刀具切削部分的几何角度,一、刀具静止参考系及坐标平面,刀具静止角
5、度参考系 刀具静止参考系是在下列假定条件下建立的： 假定运动条件 进给运动f=0，只考虑进给运动方向，不考虑大小 假定安装条件 刀杆中心线与进给运动方向垂直，刀尖与 工件中心线等高。,刀具静止角度参考系种类 根据ISO3002/1-1997标准推荐，刀具静止角度参考系有： 正交平面参考系 法平面参考系 背平面和假定工作平面参考系。,一、刀具静止参考系及坐标平面,基面,通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面,正交平面参考系,一、刀具静止参考系及坐标平面,切削平面,通过切削刃上选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平面。,正交平面参考系,一、刀具静止参考系及坐标平面,正交平面,切削平
6、面,基面,正交平面,通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。,正交平面参考系,一、刀具静止参考系及坐标平面,正交平面参考系,基面（r） 通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。 切削平面（s） 通过切削刃上选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平面。 正交平面（Po） 通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。,一、刀具静止参考系及坐标平面,正交平面参考系,一、刀具静止参考系及坐标平面,正交平面参考系由： 基面（r） 切削平面（s） 正交平面（Po） 所组成。,法平面参考系,一、刀具静止参考系及坐标平面,法平面Pn 通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。 法交
7、平面参考系由： 基面（r） 切削平面（s） 法平面（Pn） 所组成。,假定工作平面和背平面参考系,一、刀具静止参考系及坐标平面,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。 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。,背平面和假定工作平面参考系（ Pr PpPf）,二、刀具几何角度的定义,正交平面静止参考系内标注的角度 我国主要采用的 正交平面参考系。,正交平面静止参考系内标注的角度,基面中定义和标注的角度 主偏角：r 基面内度量的主切削刃在基面上的投影与假定进给运动方向之间的夹角。 主偏角一般为正值，它影响刀头强度、主切削刃的工
8、作长度、散热条件。,主偏角r,正交平面静止参考系内标注的角度,基面中定义和标注的角度 副偏角：r 基面内度量的副切削刃与假定进给运动反方 向之间的夹角。 副偏角一般为正值，它影响刀头强度和表面粗糙度。,副偏角r,基面 投影线,主切削刃,刃倾角s,正交平面静止参考系内标注的角度,切削平面中定义和标注的角度 刃倾角：s 切削平面内度量的主切削刃与基面之间的夹角。,刃倾角：s 刀尖在主切削刃上为最高点时， s为正值；刀尖在主切削刃上为最低点时， s为负值；主切削刃在基面内时， s为零。 刃倾角影响切屑排出的方向和刀头形状及强度。,正交平面静止参考系内标注的角度,正交平面静止参考系内标注的角度,前角0
9、,基面投影线,前刀面投影线,正交平面静止参考系内标注的角度,正交平面中定义和标注的角度 前角：o ，正交平面 内度量的前刀 面与基面之间 的夹角。,前角：o Pr在剖视图中处于刀具实体之外时， o为正值；Pr在剖视图中处于刀具实体之内时， o为负值；前刀面与基面重合时， o为零。 前角愈大，刀具愈锋利，但刀具强度愈差。,正交平面静止参考系内标注的角度,前角的作用,前角越大，刀越锋利、切削轻快， 强度下降、不利散热,正交平面静止参考系内标注的角度,切削平面投影线,主后刀面投影线,后角0,正交平面静止参考系内标注的角度,正交平面中定义和标注的角度 后角：o ，正交平 面内度量的后 刀面与切削平 面
10、之间的夹角。,后角：o Ps在剖视图中处于刀具实体之外时，o为正值；Ps在剖视图中处于刀具实体之内时， o为负值；后刀面与切削平面重合时，o为零。 后角愈大，刀具与工件之间的磨擦愈小，但刀具强度也愈差。,正交平面静止参考系内标注的角度,前、后角正负的规定,后角的作用,减小主后刀面与加工表面的摩擦,正交平面静止参考系内标注的角度,横车的基面和切削平面,副后角：o 副正交平面内度 量副后刀面与副 切削平面之间的 夹角。,正交平面静止参考系内标注的角度,楔角：o 正交平面内度量 的前、后刀面之 间的夹角，即 o = 90- （o + o ）,正交平面静止参考系内标注的角度,刀尖角：r 基面内度量的主
11、 、副切削刃之 间的夹角，即 r = 180- （ r + r ）,正交平面静止参考系内标注的角度,切削平面,正交平面,0,0,kr,Kr,二、刀具几何角度的定义,法平面静止参考系 内标注的角度,法平面中定义和标注的角度 法前角：n ，法平面内度量的前刀面与Pr 、Pn交线之间的夹角。 法后角：n ，法平 面内度量的后 刀面与切削平 面Ps之间的夹 角。,法平面静止参考系内标注的角度,法平面静止参考系内标注的角度,三、刀具几何角度的定义,背平面和假定工作平面 静止参考系 内标注的角度,侧前角f 侧后角f 背前角p 背后角p,工作基面Pre 通过切削刃上选定点与合成切削速度方向垂直的平面 工作切
12、削平面Pse 通过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直与工作基面的平面,刀具工作角度参考系,1.3.4 刀具切削部分的工作角度,刀具工作角度,刀具进给运功对工作角度的影响 刀具安装位置对工作角度的影响,切削过程中，由于刀具的安装位置、刀具于工件间相对运动 情况的变化，实际起作用的角度与静止角度有所不同，我们 称这些角度为工作角度。,1.3.4 刀具切削部分的工作角度,横向进给运动对刀具工作角度的影响,进给运动对刀具工作角度的影响,1.3.4 刀具切削部分的工作角度,横向进给运动对工作角度的影响,oe=o oe=o tanf /d,当进给量f一定时， 随 d 值值， 接近中心oe为负值。, 当 f值
13、 横车时 f 不宜过大，并应适当加大o,进给运动对刀具工作角度的影响,横向进给运动对工作角度的影响,纵向进给运动对刀具 工作角度的影响,进给运动对刀具工作角度的影响,1.3.4 刀具切削部分的工作角度,纵向进给运动对工作角度的影响,进给运动对刀具工作角度的影响,oe=oo oe=oo tano tan sinr f sinr/(dw),车右螺纹时左侧刃 fe=f fe=f tanf /dw,oe=oo oe=oo tano tan sinr f sinr/(dw),车右螺纹时左侧刃 fe=f fe=f tanf /dw,安装位置对刀具工作角度的影响,切削刃安装高于工件中心时：,切削刃安装低于工件中心时：,刀尖安装高低对刀具工作角度的影响,安装位置对刀具工作角度的影响,刀杆中心线与进给方向不垂直的影响,= +G = - G,= -G = +G,下图为外圆车削示意图，在图上标注： （1）主运动、进给运动和背吃刀量； （2 ）已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面； （3）基面、正交平面和切削平面； （4）刀具角度015、06、Kr55、Kr45、s10 。,金 属 切 削 刀 具,金 属 切 削 刀 具,金 属 切 削 刀 具,金 属 切 削 刀 具,车外圆,车端面,钻孔,车内孔,切槽,切断,车锥面,车型面,车螺纹,加工范围,右偏刀车端面的标注角度,车槽刀的标注角度,
