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1、外圆车刀的角度外圆车刀的角度教案教案 第三节第三节 刀具几何参数刀具几何参数一、车刀的基本构成一、车刀的基本构成刀头是车刀的切削部分（用于承担切削工刀头是车刀的切削部分（用于承担切削工作），刀体是夹持部分（用来安装刀片或作），刀体是夹持部分（用来安装刀片或与机床连接与机床连接) )。 不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。由刀头和刀体两部分构成。由刀头和刀体两部分构成。（1)1)前刀面前刀面A 刀具
2、上切屑流过的表面。刀具上切屑流过的表面。 1. 1.刀刀 面面（2)2)主后刀面主后刀面A 切削时与工件上过渡表面切削时与工件上过渡表面 相对的刀具表面。相对的刀具表面。 （3)3)副后刀面副后刀面 切削时与工件已加工的表面相对切削时与工件已加工的表面相对 的刀具表面。的刀具表面。刀具切削部分的基本定义刀具切削部分的基本定义如图如图车车 刀刀 的的 构构 成成 2. 2.刀刃刀刃（1 1）主切削刃）主切削刃S S 前刀面与主后刀面在空间的交线。前刀面与主后刀面在空间的交线。如图如图（2 2）副切削刃）副切削刃S S 前刀面与副后刀面在空间的交线。前刀面与副后刀面在空间的交线。 3 3刀尖刀尖
3、三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃连接处的那一小部分切削刃。削刃连接处的那一小部分切削刃。 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性，在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。车车 刀刀 的的 构构 成成二、确定刀具角度的参考系二、确定刀具角度的参考系在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参考系称为刀具静止参考系或标注角度参考参数的参考系称为刀具静止参考系或标注角度参考系。系。1 1刀具静止参考系刀具静止参考系在该参考
4、系中定义的角度称为刀具的标注角度。在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是正交平面参考系正交平面参考系, ,其它参考系有法平面参考系、其它参考系有法平面参考系、假定工作平面参考系等。假定工作平面参考系等。 2.2.正交平面参考系正交平面参考系由以下三个在空间由以下三个在空间相互垂直的参考平相互垂直的参考平面构成。面构成。如图如图(1)基面基面p pr r通过切削刃上选定通过切削刃上选定点，垂直于该点切点，垂直于该点切削速度方向的平面。削速度方向的平面。通常平行于车刀的通常平行于车刀的安装面（底面）。安装面（底面）
5、。(2)切削平面切削平面p ps s 通过切削刃通过切削刃上选定点，垂直上选定点，垂直于基面并与主切于基面并与主切削刃相切的平面削刃相切的平面。(3)正交平面正交平面p po o 通过切削刃上选定点，通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂同时与基面和切削平面垂直的平面。直的平面。 正交平面参考系 3.其它刀具标注参考系其它刀具标注参考系（1 1）法平面）法平面p pn n与法平面参考系与法平面参考系 1)1)法法平平面面 通通过过切切削削刃刃上上选选定定点点并并垂垂直直于于切削刃的平面切削刃的平面2)2)法法平平面面参参考考系系 p pr r、p ps s、p pn n组组成成的的参参考考
6、系。系。（2 2）假定工作平面）假定工作平面p pf f、背平面背平面p pp p及其参及其参考系考系1)1)假假定定工工作作平平面面p pf f 通通过过切切削削刃刃上上选选定定点点并并垂垂直直于于该该点点基基面面以以及及其其方方位位平平行行于于假假定定进进给给运运动动方向的平面。方向的平面。( (见图见图) )3)3)假假定定工工作作平平面面、背背平平面面参参考考系系 p pr r、p pf f、p pp p组成的参考系。组成的参考系。2)2) 背背平平面面p pp p 通通过过切切削削刃刃上上选选定定点点，且且垂垂直直于于基面和假定工作平面的平面。基面和假定工作平面的平面。（三）刀具的标
7、注角度（三）刀具的标注角度（1 1）基面中测量的刀具角）基面中测量的刀具角度度1）主偏角主偏角r 主切削刃在基面上的投影与进给主切削刃在基面上的投影与进给运动速度运动速度vf 方向之间的夹角。方向之间的夹角。如图如图2）副偏角副偏角r 副切削刃在基面上的投影与进给副切削刃在基面上的投影与进给运动速度运动速度vf反方向之间的夹角。反方向之间的夹角。3）刀尖角刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之主、副切削刃在基面上的投影之间的夹角，它是派生角度。间的夹角，它是派生角度。r=180-(r r)。 车刀的主要角度车刀的主要角度（2 2）切削平面中测量的刀具角度）切削平面中测量的刀具角度1）刃倾角刃倾
8、角s 主切削刃与基面之间的夹角。主切削刃与基面之间的夹角。如图如图它在切削平面内标注或测量，但有正负之分。它在切削平面内标注或测量，但有正负之分。当主切削刃与基面平行时当主切削刃与基面平行时s=0；当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时s 0；反之反之s 0。 车刀的主要角度车刀的主要角度（3 3）正交平面中测量的刀具角度）正交平面中测量的刀具角度1)1)前角前角O O 前刀面与基面之间的夹角。前刀面与基面之间的夹角。如图如图2)2)后角后角o o 后面与切削平面之间的夹角。后面与切削平面之间的夹角。3)3)楔楔角角o o 前前面面与与后后面面之之间间
9、的的夹夹角角，它它是是个个派派生生角角。 它与前角、后角有如下的关系：它与前角、后角有如下的关系：o o9090(O Oo o) )。说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑进给运动的影杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑进给运动的影响等条件下确定的。响等条件下确定的。在正交平面参考在正交平面参考系中的标注角度系中的标注角度（5）副偏角）副偏角r （6）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rr（1）主偏角）主偏角r（4）后角后角o（2）刃倾角刃倾角s（3）前角前角o在法在法平面参
10、考平面参考系中的标注角系中的标注角度度（1）主偏角）主偏角r（2）刃倾角刃倾角s（3）法前角法前角n （4 4）法后角）法后角n（5）法楔角）法楔角n在假定工作平面参在假定工作平面参考系中的标注角度考系中的标注角度（1）主偏角）主偏角r（2 2）刃倾角）刃倾角s（3）侧前角）侧前角f（4）侧后角）侧后角f（5 5）侧楔角）侧楔角f（6）背背前角前角p（7）背后角）背后角p（8 8）背楔角）背楔角f（四）刀具工作角度（四）刀具工作角度 刀具在工作参考系中刀具在工作参考系中确定的角度称为刀具工作确定的角度称为刀具工作角度。角度。 刀具实际切削时，若刀具实际切削时，若考虑实际进给运动和安装考虑实际进
11、给运动和安装情况的影响，刀具角度的情况的影响，刀具角度的参考系将发生变化，其工参考系将发生变化，其工作角度就不同于标注角度。作角度就不同于标注角度。 与与静静态态系系统统中中正正交交平平面面参参考考系系建建立立的的定定义义和和程程序序相相似似，不不同同点点就就在在于于它它以以合合成成切切削削运运动动e e或或刀刀具具安安装装位位置条件来确定工作参考系的基面置条件来确定工作参考系的基面p prere。 由由于于工工作作基基面面的的变变化化，将将带带来来工工作作切切削削平平面面p psese的的变变化，从而导致工作前角化，从而导致工作前角oeoe、工作后角工作后角oeoe 的变化。的变化。 1、刀
12、具安装位置对工作角度的影响、刀具安装位置对工作角度的影响 （1）刀具安装高低的）刀具安装高低的影响影响pe=pppe=p p tanph/ oe=o oe=o tan tanp cosr刀尖高于工件中心刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，若刀尖低于工件中心，角度变化与上述相反角度变化与上述相反（2）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响 = +G = - G = -G = +G2、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）横向进给运动的影响）横向进给运动的影响（如图）（如图） oe=o oe=o tanf /d当进给量当进给量f一定时，一定时
13、，随随 d 值值值值，接近中心接近中心oe为负值为负值。 当当 f值值横车时横车时 f 不宜过大，不宜过大，并应适当加大并应适当加大o （2）纵向进给运动的影响）纵向进给运动的影响 oe=o oe=o tan tanf sinr f sinr/(dw)f 或或dw时，时，f、均均车削右螺纹时左侧刃应车削右螺纹时左侧刃应o(左左 8右右2 )右刃应右刃应o车右螺纹时左侧刃车右螺纹时左侧刃 fe=ff fe=ff tanff /dw 切削层是指在切削过切削层是指在切削过程中，由刀具在切削部分程中，由刀具在切削部分的一个单一动作（或指切的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单削部分切过工件的一个
14、单程，或指只产生一圈过渡程，或指只产生一圈过渡表面的动作）所切除的工表面的动作）所切除的工件材料层。件材料层。 车削的切削层即指车削的切削层即指工件转过一转，车刀工件转过一转，车刀主切削刃移动一个进主切削刃移动一个进给量的距离，车刀所给量的距离，车刀所切下的材料层。切下的材料层。如图如图 切削层参数就是指切削层参数就是指切削层的截面尺寸。切削层的截面尺寸。它直接决定了刀具切它直接决定了刀具切削部分所承受的负荷削部分所承受的负荷大小及切下的切屑的大小及切下的切屑的形状和尺寸。形状和尺寸。 第四节第四节 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式一、切削层参数一、切削层参数 指作用切削刃在基面上投指
15、作用切削刃在基面上投影的两个极限点间的距离，影的两个极限点间的距离，即在基面内沿过渡表面度量即在基面内沿过渡表面度量的切削层尺寸。的切削层尺寸。b bD Da ap psinKsinKr r切削层参数包括切削层参数包括:1)1)切削层公称横截面积切削层公称横截面积A AD D（如图）如图）2)2)切削层公称宽度切削层公称宽度bD 在切削层尺在切削层尺寸平面（即基寸平面（即基面）内度量的面）内度量的横截面积。横截面积。A AD Dh hD Db bD D= =a ap pf f车削时的切削层尺寸车削时的切削层尺寸上述公式中可看出上述公式中可看出 h hD D、b bD D均与主偏角有均与主偏角有
16、关，但切削层公称横截面积关，但切削层公称横截面积A AD D只与只与h hD D、b bD D或或f f、a ap p有关。有关。1)1)切削层公称厚度切削层公称厚度h hD D（如图）（如图） 指切削层横截面积与切指切削层横截面积与切削层公称宽度之比，即在基削层公称宽度之比，即在基面内垂直于过渡表面度量的面内垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。切削层尺寸。 h hD Df fsinKsinKr r车削时的切削层尺寸车削时的切削层尺寸二、切削方式二、切削方式 只有一条直线切削只有一条直线切削刃参加切削称为自由切刃参加切削称为自由切削。削。1 1、自由切削与非自由切削、自由切削与非自由切削 切削刃为曲线或两切削刃为曲线或两条以上的直线刃（主、条以上的直线刃（主、副切削刃）同时参加切副切削刃）同时参加切削，称为非自由切削。削，称为非自由切削。 切削刃与合成切削切削刃与合成切削速度方向垂直，亦即刃速度方向垂直，亦即刃倾角倾角s s =0=0的切削方式，的切削方式，称为直角切削，又叫正称为直角切削，又叫正交切削。交切削。2 2、直角切削与斜角切削、直角切削与斜角切削 如图如图 切削刃与切削速度切削刃与切削速度方向不垂直，亦即刃倾方向不垂直，亦即刃倾角角s0s0的切削方式，的切削方式，称为斜角切削。称为斜角切削。
