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1、第第二二节节 刀具切削部分的几何角刀具切削部分的几何角度度一一刀具几何刀具几何角度角度二二车刀的组成车刀的组成第第二二节节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度本本节节教教学学内内容容本节教学要求：本节教学要求：（1 1）了解）了解车刀的组成车刀的组成；（2 2）掌握刀具结构及几何参数；）掌握刀具结构及几何参数；本本节节教教学学要要求求第第二二节节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度刀刀具具的的组组成成车车刀刀刀头刀头刀杆刀杆刀尖刀尖切削切削部分部分刀面刀面刀刃刀刃前刀面前刀面A 后刀面后刀面A 副后刀面副后刀面A 主切削刃主切削刃S 副切削刃副切削刃S 装夹装夹部分部分以外
2、圆车刀为例来介绍刀具的组成。以外圆车刀为例来介绍刀具的组成。 一一、车刀车刀的的组成组成刀刀具具的的组组成成车刀的组成车刀的组成一一、车刀车刀的的组成组成刀尖形状刀尖形状常见刀尖形状常见刀尖形状刀刀具具的的组组成成刀刀具具几几何何参参数数二二. 刀具的刀具的几何几何角度角度 刀具标注角度的参考坐标系：刀具标注角度的参考坐标系：一组定义和一组定义和规定刀具角度的各基准坐标平面。规定刀具角度的各基准坐标平面。 用来确定刀具几何参数的参考坐标系有两用来确定刀具几何参数的参考坐标系有两大类：大类：（一一）刀具的标注参考坐标系）刀具的标注参考坐标系及标注及标注角度角度刀刀具具几几何何参参数数刀具标注参刀
3、具标注参考系考系（静止静止参考系参考系）以刀具结构为基础，考以刀具结构为基础，考虑到刀具与工件的假定虑到刀具与工件的假定相对位置和相对运动建相对位置和相对运动建立起来的坐标系。立起来的坐标系。是刀具设计计算、绘图是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量的基准。标注、刃磨测量的基准。考虑刀具的实际安装位考虑刀具的实际安装位置和相对运动，以刀具置和相对运动，以刀具切削时的合成切削运动切削时的合成切削运动方向为依据建立的坐标方向为依据建立的坐标系。系。刀具工作参刀具工作参考系（考系（动态动态参考系参考系）刀刀具具几几何何参参数数参参考考坐坐标标系系刀具刀具标注标注角度角度刀具刀具工作工作角度角度刀具静止参
4、考系与标注角度刀具静止参考系与标注角度 建立静止参考系的假设条件：建立静止参考系的假设条件： 刀具切削刃上选定点刀具切削刃上选定点的假定运动方向的假定运动方向假定的主运动方向：假定的主运动方向：垂直于刀杆底面（刀具的安装基面）；垂直于刀杆底面（刀具的安装基面）；假定的进给运动方向：假定的进给运动方向：垂直（平行）刀杆中心线。垂直（平行）刀杆中心线。 在建立刀具静止参考系时，刀具处于静止状态，在建立刀具静止参考系时，刀具处于静止状态，只考虑只考虑主运动和进给运动的方向，而不考虑运动的大小主运动和进给运动的方向，而不考虑运动的大小。刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度 刀具静止参考系刀
5、具静止参考系由基准坐标平面和测量平面组成，基准由基准坐标平面和测量平面组成，基准坐标平面有两个。坐标平面有两个。 （a a）基面）基面P Pr r 过切削刃上某选定点，垂直于假定主运动方向过切削刃上某选定点，垂直于假定主运动方向v vc c的平面的平面 通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的某一安装定位平面或轴线。量的某一安装定位平面或轴线。 普通车刀或刨刀的基面普通车刀或刨刀的基面P Pr r ：平行于刀具底面。：平行于刀具底面。 钻头、铣刀和丝锥等旋转类刀具基面钻头、铣刀和丝锥等旋转类刀具基面 ：刀具的轴向剖面。：刀具的轴向剖面
6、。 刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度刀具静止参考系的基准坐标平面刀具静止参考系的基准坐标平面（b b）切削平面）切削平面P Ps s 过切削刃上某选定点，与切削刃相切或包含切削刃并垂过切削刃上某选定点，与切削刃相切或包含切削刃并垂直于基面直于基面P Pr r的平面。的平面。 基准坐标平面与不同的测量平面组合可以构成不同的标基准坐标平面与不同的测量平面组合可以构成不同的标注参考系。注参考系。刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度正交平面正交平面参考系（参考系（Pr、Ps、Po ）法平面法平面参考系（参考系（Pr、Ps、Pn）假定工作平面假定工作平面与与背平面背平面参考系
7、（参考系（Pr、Pf、Pp）常用的刀常用的刀具的静止具的静止参考系参考系正交平面正交平面参考系参考系基面基面Pr切削平面切削平面Ps正交平面正交平面Po通过切削刃选定点，垂通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向直于假定主运动方向vc的平面。的平面。通过切削刃选定点，与主通过切削刃选定点，与主切削刃相切，并垂直于基切削刃相切，并垂直于基面面Pr的平面的平面通过切削刃选定点，同通过切削刃选定点，同时垂直于基面时垂直于基面Pr和切削和切削平面平面Ps的平面的平面。1.正交平面参考系正交平面参考系及其标注角度及其标注角度刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度刀刀具具静静止止参参考考系系及及标
8、标注注角角度度（2 2）刀具标注角度（正交平面参考系）刀具标注角度（正交平面参考系）独立角度：独立角度：主偏角主偏角r刃倾角刃倾角s前角前角o后角后角o副偏角副偏角r副后角副后角o派生角度：派生角度：楔角楔角o刀尖角刀尖角r副刃前角副刃前角o副刃刃倾角副刃刃倾角s刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度外圆车刀在正交平面外圆车刀在正交平面参考系中的标注角度参考系中的标注角度独立角度：独立角度：主偏角主偏角r刃倾角刃倾角s前角前角o后角后角o副偏角副偏角r副后角副后角o派生角度：派生角度：楔角楔角o刀尖角刀尖角r副刃前角副刃前角o副刃刃倾角副刃刃倾角s主偏角主偏角r在基面中测量的主切削刃
9、与进在基面中测量的主切削刃与进给运动方向的夹角。给运动方向的夹角。前前 角角o在正交平面中测量的前刀面与在正交平面中测量的前刀面与基面间的夹角。基面间的夹角。在正交平面中测量的后刀面与在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角。切削平面间的夹角。后后 角角o刃倾角刃倾角s在切削平面中测量的主切削刃与在切削平面中测量的主切削刃与基面间的夹角。基面间的夹角。副后角副后角o o在副切削刃正交平面中测量的副在副切削刃正交平面中测量的副后刀面与副切削平面间的夹角。后刀面与副切削平面间的夹角。在基面中测量的副切削刃与进在基面中测量的副切削刃与进给运动方向的夹角。给运动方向的夹角。副偏角副偏角r刀刀具具的的
10、独独立立角角度度刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度楔楔 角角o在正交平面中测量的前、后刀面在正交平面中测量的前、后刀面之间夹角。之间夹角。o=90(oo)在基面中测量的主、副切削刃之间在基面中测量的主、副切削刃之间夹角。夹角。r =180(r r)刀尖角刀尖角r刀刀具具的的派派生生角角度度刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度l前角、后角的正负规定前角、后角的正负规定前刀面与基面平行时前角为零；前刀面与基面平行时前角为零；u后刀面与切削平面平行时后角为后刀面与切削平面平行时后角为零；零；前刀面与切削平面间夹角小于前刀面与切削平面间夹角小于90时，前角为正；时，前角为正；
11、 u后刀面与基面夹角小于后刀面与基面夹角小于90时，后时，后角为正；角为正；前刀面与切削平面间夹角大于前刀面与切削平面间夹角大于90时，前角为负。时，前角为负。u后刀面与基面夹角大于后刀面与基面夹角大于90时，后时，后角为负。角为负。前角、后角、刃倾角的正负规定前角、后角、刃倾角的正负规定刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度l刃倾角的正负规定刃倾角的正负规定切削刃平行底面时刃切削刃平行底面时刃倾角为零度；倾角为零度；刀尖处于最低点时，刀尖处于最低点时，刃倾角为负；刃倾角为负；刀尖处于高点时，刀尖处于高点时，刃倾角为正刃倾角为正；刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度l刃倾
12、角的正负规定刃倾角的正负规定刀刀具具静静止止参参考考系系及及标标注注角角度度 考虑刀具的实际安装位置和相对运动，以刀具切削时考虑刀具的实际安装位置和相对运动，以刀具切削时的的合成切削运动方向合成切削运动方向为依据建立工作基准坐标平面所组成为依据建立工作基准坐标平面所组成的坐标系，称为刀具的工作参考系或动态参考系。的坐标系，称为刀具的工作参考系或动态参考系。 在刀具工作参考系中所确定的角度，称为工作角度在刀具工作参考系中所确定的角度，称为工作角度。 1、刀具工作参考系刀具工作参考系工作工作正交平面参考系正交平面参考系（Pre、Pse、Poe ）工作法平面参考系（工作法平面参考系（Pre、Pse、
13、Pne）工作平面与背平面参考系（工作平面与背平面参考系（Pre、Pfe、Ppe）常用的刀常用的刀具的工作具的工作参考系参考系工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度（二二）刀具工作参考系与工作角度）刀具工作参考系与工作角度 工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度工作基面工作基面Pre过切削刃上某选定点，垂直于合成切过切削刃上某选定点，垂直于合成切削运动削运动ve方向的平面。方向的平面。过切削刃上某选定点，与切削刃相切并过切削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于工作基面的平面。垂直于工作基面的平面。过切削刃上某选定点，同时垂直于工作过切削刃上某选定点，同时垂直于工作基面和工作切削平面的平面。基面
14、和工作切削平面的平面。工作切削平面工作切削平面Pse工作正交平面工作正交平面Poe 1、刀具工作参考系刀具工作参考系 在工作正交平面参考系内测量的主切削刃工在工作正交平面参考系内测量的主切削刃工作角度有：作角度有：工作主偏角工作主偏角rere在工作基面内测量的主切削刃在工作基面内测量的主切削刃与工作平面之间的夹角。与工作平面之间的夹角。在工作切削平面内测量的主切在工作切削平面内测量的主切削刃与工作基面之间的夹角。削刃与工作基面之间的夹角。在工作正交平面内测量的前刀在工作正交平面内测量的前刀面与工作基面之间的夹角。面与工作基面之间的夹角。在工作正交平面内测量的后刀在工作正交平面内测量的后刀面与工
15、作切削平面之间的夹角。面与工作切削平面之间的夹角。工作刃倾角工作刃倾角sese工作前角工作前角oeoe工作后角工作后角oeoe2、刀具的工作角度刀具的工作角度 工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度 由于通常的进给速度远小于主运动速度，因此，在一由于通常的进给速度远小于主运动速度，因此，在一般的安装条件下，刀具的工作角度近似地等于标注角度般的安装条件下，刀具的工作角度近似地等于标注角度（不超过（不超过1 1）这样，在多数场合下（如普通车削、镗孔、）这样，在多数场合下（如普通车削、镗孔、端铣、周铣等）都不必进行工作角度的计算。端铣、周铣等）都不必进行工作角度的计算。只有在角度只有在角度变化值较
16、大时（如车螺纹或丝杠、铲背、钻孔时研究钻心变化值较大时（如车螺纹或丝杠、铲背、钻孔时研究钻心附近的切削条件或刀具安装特殊时），才需要计算工作角附近的切削条件或刀具安装特殊时），才需要计算工作角度。度。 下面分别讨论考虑下面分别讨论考虑进给运动和安装条件对工作角度影响进给运动和安装条件对工作角度影响时，刀具工作角度与标注角度之间的关系。时，刀具工作角度与标注角度之间的关系。3、刀具工作角度与标注角度之间的关系刀具工作角度与标注角度之间的关系工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度工作参考系及几何参数1 1、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l横向进给横向进给在工作平面内的在
17、工作平面内的工作角度工作角度fe、fe为为横向进给对刀具工作角度的影响横向进给对刀具工作角度的影响横向进给横向进给1 1、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工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度在正交平面内的工在正交平面内的工作角度作角度oe、oe为：为：越靠近中心越靠近中心d d越小，越小， 越大，后角越小越大，后角越小抗刀现象抗刀现象 纵向进给纵向进给在工作平面内：在工作平面内：1 1、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车螺纹车螺纹工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度假定车刀假定车刀s=0=0n刀尖安装高低对工作角度的影响刀尖安装高低对工作
18、角度的影响2 2、刀具安装对工作角度的影响刀具安装对工作角度的影响刀尖高于工件中心线时刀尖高于工件中心线时工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度假定车刀假定车刀s=0=0n刀杆安装偏斜对工作角度的影响刀杆安装偏斜对工作角度的影响G G进给运动方向的垂线和刀杆中心线间的夹角。进给运动方向的垂线和刀杆中心线间的夹角。 工工作作参参考考系系及及工工作作角角度度2 2、刀具安装对工作角度的影响刀具安装对工作角度的影响1.1.试绘图标注下列车刀的主偏角试绘图标注下列车刀的主偏角r r、刃倾角、刃倾角s s、前角、前角o o、后角后角o o、副偏角、副偏角r r、副后角、副后角o o（未给出的角度自定）
19、。（未给出的角度自定）。 （1 1）9090外圆车刀外圆车刀 （2 2）4545弯头端面车刀弯头端面车刀 （3 3）切断刀）切断刀 （4 4）7575内孔车刀内孔车刀2.2.车外圆时，如果刀尖安装高于工件中心，工作前后角将如车外圆时，如果刀尖安装高于工件中心，工作前后角将如何变化？何变化？3.3.车削外径车削外径36mm36mm、内径、内径29mm29mm、螺距、螺距6mm6mm梯形螺纹时，若使用梯形螺纹时，若使用刀具前角为刀具前角为0 0，左刃后角为，左刃后角为1212，右刃后角为，右刃后角为6 6，试问左，试问左右刃工作前、后角是多少？右刃工作前、后角是多少？思考题与习题思考题与习题思思考考题题与与习习题题第三节第三节 金属切削刀具金属切削刀具
