第1章 刀具幾何角度及切削要素最新版本課件

1、一、 切削運動和加工表面,金屬切削刀具除工件上多余的（或預留的）金屬，從而使工件的形態(tài),尺寸精度表面質量都合乎預定要求，這樣的加工稱為金屬切削加工。,第一節(jié) 切削運動與切削用量,為了切除工件上多余的金屬,刀-工之間必須要有,1.切削運動,主運動,進給運動,2.加工表面,（1）待加工表面： 加工時即將被切割的工件表面。,（2） 已加工表面： 已被切去的多余金屬而形成符合要求的工件新表面。,（3）過渡表面（或稱切削表面）： 加工時由切削刃在工件上正在形成的那個表面；它是待加工表面和已加工表面之間的表面。,加工表面:,3.切削層：,待加工表面,加工表面 （過渡表面）,已加工表面,平行四邊形ABCD-

2、切削層,后面詳細介紹,各種切削加工的切削運動和加工表面,A.車削：,B.孔加工：,麻花鉆,锪鉆,擴孔鉆,鏜孔刀,鉸刀,拉削,C.銑削,D.齒輪加工：,二、切削用量、切削時間與材料切除率,1. 切削速度Vc,Vc=dn/1000 (m/s或m/min),d - 工件或刀具上某一點的回轉直徑 (mm) n - 工件或刀具的轉速 (r/s 或 r/min),2. 進給量 f 進給速度 vf 和每齒進給量 fz 進給運動,使新的金屬層不斷投入切削,以便切完工件表面上全部余量的運動.,f - 每轉進給量 (mm/r) Vf - 每秒進給量 (mm/s) fz - 每齒進給量 (mm/z),三者之間的關系

3、: Vf = fn = fzzn (mm/s 或 mm/min),外圓柱表面車削時的切削深度可用下式計算 ap = (dw-dm)/2 (mm) dm-已加工表面直徑，mm; dw-待加工表面直徑，mm.,對于鉆削： ap = dm/2 (mm) （孔的半徑）,3. 切削深度 ap:,已加工表面與待加工表面的垂直距離(mm),以上三點就是切削用量三要素,4.切削時間 (機動時間):,5.材料切除率Q :,單位時間內所切除的材料體積 mm3/min,三、合成切削運動與合成切削速度,第二節(jié) 刀具切削部分的基本定義,一. 刀具切削部分的結構要素,1.前刀面A: 切屑流過的表面,2.后刀面A: 與過渡

4、表面相對的刀具表面,3.切削刃 S: 前刀面與后刀面相交線,4.刀尖: 主切削刃與副切削刃相交點,副后刀面 A,副切削刃 S,a) 刀契及刀契剖面形狀,b) 刀尖形狀,刀尖:,刀尖圓弧半徑 r,鈍圓半徑 rn,刀契剖面：,二. 刀具角度的參考平面和參考系,1.刀具角度參考平面,基面 P 過切削刃某點,垂直與主運動方向的平面.,切削平面 Ps 過切削刃某點,與切削刃相切,垂直與基面的平面.,主剖面 Po 過切削刃某點,垂直與基面和切削平面的平面.,法剖面 Pn 過切削刃某點,垂直與切削刃的平面.,進給剖面 Pf 和切深剖面 Pp,PrVc,PsPr,2.刀具的標注角度參考系,1） 主剖面參考系

5、： Pr-Ps-Po,2） 法剖面參考系 ： Pr-Ps-Pn,3.進給、切深剖面參考系 ： Pr-Pp-Pf,刀具標注角度的三個參考系,PrPsP0,PrPsPn,PrPpPf,1.主剖面參考系里的標注角度 (Pr-Ps-Po),三. 刀具的標注角度, 前角。 前刀面與基面的夾角. (+/-), 后角。 后刀面與切削平面的夾角. (0), 主偏角 切削平面與進給方向的夾角., 副偏角副切削刃與進給運動方向的夾角., 刃傾角s 在切削平面內測量主切削刃S與基面的夾角.(+/-),2.法剖面參考系里的標注角度 ( Pr-Ps-Pn ), 法前角n, 法后角n,3.進給,切深剖面參考系里的標注角度

6、 (Pr-Pp-Pf), f f, p p,P0-P0,Ps,ISO 外圓車刀的標注角度,例：作圖表示端面車刀的幾何角度,P0-P0,r,r,pr,ps,例：作圖表示切斷車刀的幾何角度,r,0,Po-Po,Po-Po,0,圓柱形銑刀幾何角度,s,面銑刀的幾何角度,第三節(jié) 刀具角度的換算,一. 主剖面與法剖面內的角度換算,s,在直角三角形oac中：,主剖面前角0與法剖面前角n,在直角三角形abc中：,在直角三角形oab中：,主剖面后角0與法剖面后角n,s,在直角 odf 中：,在直角 oef 中：,在直角 oed中：,s,0,當=0時，=s,當=90時，= 0,二. 主剖面與其他剖面內的角度換算

7、,當=90-r時，=p,當=180-r時，=f,第四節(jié) 刀具的工作角度,考慮合成運動和實際安裝情況時,刀具的實際角度-刀具工作角度,一. 進給運動對工作角度的影響,二. 刀刃上選定點安裝高低對工作角度的影響,三. 刀柄中心線與進給方向不垂直時工作角度的變形,第五節(jié) 切削層與切削方式,在各種切削加工中,刀具相對于工件沿進給運動方向每移動 f (mm/r) 之后,一個刀齒正在切削的金屬層。,垂直于過渡表面來測量的切削層尺寸。(mm) 當縱車外圓時, s = 0 hD = fsinr,沿過渡表面來測量的切削層尺寸。(mm) 當縱車外圓時, s = 0 bD = ap/sinr,切削層在基面內的面積.

8、 (mm2) AD = hDbD 對于車削 AD = hDbD = fap,1.切削層,2.切削厚度 hD,3.切削寬度 bD,4.切削面積 AD,AD,5.正切削與斜切削,正切削: 切削刃垂直于合成切削方向的切削方式.(直角切削),斜切削: 切削刃不垂直于合成切削方向的切削方式.(斜角切削),正切屑: fsinrap/sinr (=:對等屑),自由切削:只有直線形切削刃參加切削工作,副切削刃不參加切削工作的切削. 非自由切削:曲線形切削刃或主,副切削刃參加切削工作的切削.,7.正切屑和倒切屑,6. 自由切削與非自由切削,8.實際前角,流屑角：,習題一：,1. 車削直徑80mm，長200mm棒

9、料外圓，若選用ap=4mm, f=0.5mm/r, n=240r/min,試計算切削速度vc、切削機動時間tm、材料切除率Q為多少？,2.刀具主剖面參考系平面中pr, p0, ps及其刀具角度0 、0 、r、 s 如何定義？用圖表示之。,習題二：,2.確定前刀面空間幾何位置的角度有哪些？確定后刀面空間幾何位置的角度有哪些？,3. 作圖表示鏜孔刀、切槽刀的幾何參數。,習題三：,2.車削直徑80mm，長200mm棒料外圓，若選用ap=4mm, f=0.5mm/r, n=240r/min, r=75試計算切削厚度hD、切削寬度bD和切削層公稱截面積AD。,1. 已知用r=90r=20=5 0=12s

10、=0的切斷刀切斷直徑50mm棒料。若切削刃安裝時高于中心0.2mm,試計算（不考慮進給運動的影響）切斷后工件端面留下的剪斷心柱直徑。（提示）,課堂練習：,思考題：,作圖表示AB兩點的工作前角re和工作后角re 。,0e,課堂練習解答1,課堂練習解答2,又一個,一 切削運動與切削要素,（一）切削運動,1.主運動,刀具與工件之間主要的相對運動 使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件材料 使被切削層轉變?yōu)榍行迹瑥亩纬晒ぜ男卤砻妗?切削運動中，主運動速度最高，消耗功率最大 主運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時主運動方向 切削速度vc切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度,2進給運動,刀具與

11、工件之間附加的相對運動 配合主運動依次地或連續(xù)不斷地切除切屑 可由刀具完成車削、工件完成銑削 可以是間歇的刨削、連續(xù)的車削 進給運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時進給方向。 進給速度vf切削刃上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度,刨削：主運動刨刀的直線運動 進給運動工件移動 鉆削：主運動鉆頭旋轉 進給運動鉆頭軸向移動 插齒：主運動插齒刀上下運動 進給運動工件分度運動等 車外圓：主運動工件高速旋轉 進給運動車刀軸向運動,磨外圓：主運動砂輪旋轉 進給運動工件轉動，砂輪軸向移動 銑平面：主運動銑刀旋轉 進給運動工件移動 鏜孔：主運動刀具旋轉（繞工件軸線） 進給運動刀具徑向移動,3合成切削運動

12、主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動。,（二）、切削加工過程中的工件表面,車削加工是一種最常見的、典型的切削加工方法 以它為例，車削加工過程中工件上有三個不斷變化著的表面。,(1)待加工表面工件上有待切除的表面 (2)已加工表面經刀具切削后產生的新表面 (3)過渡表面(或稱切削表面) 切削刃正在切削的表面 它是待加工表面和已加工表面之間的過渡表面,（三）、切削要素,切削過程的切削用量要素和在切削過程中由余量變成切屑的切削層參數。,切削層,1.切削用量要素 切削速度 進給量 背吃刀量,(1).切削速度 VC,m/min 指主運動的線速度，以車削為例： n工件或刀具的轉速，n為rmin d工

13、件或刀具觀察點的旋轉直徑，d為mm 一般取dw,（m/min),(2).進給量 f,指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量 主運動是回轉運動時，進給量指工件或刀具每回轉一周，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mmr 當主運動是直線運動時，進給量指刀具或工件每往復直線運動一次，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm雙行程或mm單行程 對于多齒的旋轉刀具(如銑刀、切齒刀)，常用每齒進給量fz，單位為mmz或mm齒，它與進給量f的關系為 f=zfz,進給量是進給運動的單位量。車削時進給量f是取工件每旋轉一周的時間內，工件與刀具相對位移量,（mm/min),vf進給運動速度 多齒刀具有每齒進給量,(3

14、).背吃刀量ap,工件待加工表面與加工表面之間的垂直距離 在通過切削刃基點并垂直于工作平面方向上測 量的吃刀量 一般稱為切削深度，單位為mm； dw待加工表面直徑 dm已加工表面直徑,(4).切削時間tm,切削時間是反映切削效率高低的一種指標 車外圓時切削時間tm可由下式計算 L刀具行程長度 A半長方向加工余量,提高切削用理ap、f、Vf中任何一個要素，都可縮短切削時間，提高生產效率。,(5).金屬切除率QZ,在金屬切削過程中，切削用量三要素選配的大小，將影響切削效率的高低，通常用三要素的乘積作為衡量指標，稱為材料切除率 每分鐘切下工件材料的體積 是衡量切削效率高低的另一種指標,（mm3/mi

15、n）,2切削層參數,切削層是指工件上正被刀具切削刃切削著的一層金屬 切削層參數基面中測量的切削層長度、寬度和面積。 它們與切削用量f、ap 有關,(1)切削層公稱厚度hD垂直于正在加工的表面(過渡表面)度量的切削層參數。 (2)切削層公稱寬度bD平行于正在加工的表面(過渡表面)度量的切削層參數。 (3)切削層公稱橫截面積A D在切削層參數平面內度量的橫截面積。,二、刀具切削部分的幾何參數,(一)刀具的組成 部分,刀面 刀頭-切削部分 刀刃 刀尖 刀桿-用于裝夾,1.刀 面,前刀面Ar 切屑流出時經過的刀面 后刀面Aa 與加工表面相對的刀面 副后刀面Aa 與已加工表面相對的刀面,2。切削刃,主切

16、削刃S Ar與Aa的交線 副切削刃S Ar與Aa的交線,3 刀尖,主、副切削刃匯交的一小段切削刃稱刀尖,實際使用的刀具切削部分放大形狀,（二）、刀具角度,標注坐標系-靜態(tài)參考系-刀具角度 它是刀具設計計算、繪圖標注、刃磨測量角度時基準。 工作坐標系-動態(tài)參考系-工作角度 它是確定刀具切削運動中角度的基準。,1。主剖面標注系坐標平面,刀具標注系坐標平面是以刀具結構為基礎，以刀具的安裝定位面及假定的切削運動方向建立起來的坐標平面。,1.基面Pr 刃磨測量的定位基準 通過切削刃某選定點，平行于車刀底面的平面?；驗橥ㄟ^切削刃某選定點，包含刀具軸線的平面。 2.切削平面PS 通過切削刃某選定點，與切削刃

17、相切，且垂直于基面的平面。 3.主剖面PO 主剖面是通過切削刃某選定點，同時垂直于基面與切削平面的平面。,四個基本角度,主偏角 ：基面中測量的主切削刃與進給運動方向間夾角。 刃傾角 ：切削平面中測量的切削刃與基面間夾角。 前角 ：主剖面中測量的前刀面與切削平面間的夾角。 后角 ：主剖面中測量的后刀面與切削平面間的夾角。,（二）刀具角度定義,三個刀面、兩條刀刃、六個獨立角度,副偏角 、副刃后角,派生角度：由以上角度推算 副刃傾角 ，副刃前角 楔角 刀尖角,（三）前角、后角、刃傾角正負的規(guī)定,又一個,1 金屬切削原理,本講提要 基本定義 切削運動和切削用量 刀具幾何參數 切削層參數 本講重點 刀具

18、標注角度 作業(yè),1.1基本定義,金屬切削過程 工件與刀具相互作用的過程 金屬切削加工 用刀具從工件表面上切除多余的材料，以獲得自幾何形狀，尺寸精度，表面粗糙度及表面層質量等各個方面符合要求的加工方法，要求高質量，高效率，低成本。,1.1基本定義,實現切削過程的三個條件 切削運動 工件與刀具之間要有相對運動 切削性能 刀具材料必須具備一定的切削性能 切削角度 刀具必須具有合理的幾何參數,1.1.1切削運動與切削用量,1.1.1.1工件加工表面 在切削過程中，工件上通常存在著三個不斷變化的表面。 待加工表面工件上即將切除的表面 已加工表面工件上已經切除而形成的新表面 過渡表面(切削表面)工件上正在

19、切削的表面，介于已加工表面和待加工表面之間。,外圓車削的切削運動與加工表面,平面刨削的切削運動與加工表面,討論,車斷切削時的加工表面,1.1.1.2 切削運動,切削運動 刀具與工件間的相對運動（即表面成形運動） 切削運動可分為主運動和進給運動。 主運動和進給運動的向量和稱為合成切削運動,(1)主運動,【主運動】由機床提供的刀具與工件間主要的相對運動，使刀具切削刃切入工件材料的運動 【主要特征】速度高、消耗功率大、通常只有一個 【形式】直線或旋轉 【狀態(tài)】連續(xù)或間歇 【主運動方向】不考慮進給運動的條件下，切削刃上選定點相對于工件的瞬時運動方向 【切削速度vc】切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬

20、時速度,(2)進給運動,【進給運動】使主運動能夠連續(xù)進行，切除工件上多余材料, 形成滿足一定要求的已加工表面的運動 【主要特征】速度低、消耗功率小、可以有多個 【形式】直線或旋轉，或他們的組合 【狀態(tài)】連續(xù)或間歇 【進給運動方向】不考慮主運動的條件下，切削刃上選定點相對于工件的瞬時運動方向。 【進給速度vf 】切削刃上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度。,(3)合成切削運動,合成切削運動： 由主運動和進給運動合成的運動 合成切削運動方向：切削刃上選定點相對于工件的瞬時合成切削運動的方向 合成切削運動速度ve： 切削刃上選定點相對于工件的合成運動的瞬時速度 合成切削運動速度角： 主運動方向與合

21、成切削運動方向之間的夾角,切削運動分析方法,確定加工過程中總共有哪些運動 選定其中一個運動 假定沒有其他運動，看其產生的結果 根據定義進行判斷,(4)切削用量三要素,切削速度vc 進給量f 背吃刀量（切削深度）ap,切削速度vc,刀具切削刃上選定點相對于工件主運動的速度，單位為m/s。 由于切削刃上各點的切削速度可能是不同，計算時常用最大切削速度代表刀具的切削速度。 車削外圓時的切削速度計算公式：V=dwn/1000其中: dw工件待加工表面的直徑(mm)； n工件的轉速(r/s)。,進給量f,在主運動每轉一轉或每一行程時，刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量，單位是mm/r(用于車削、鏜削

22、等)或mm/d.str(毫米/雙行程，double stroke) (用于刨削、磨削等)。 進給量表示進給運動的速度。進給運動速度還可以用進給速度Vf（單位mm/s)或每齒進給量fz(用于銑刀、鉸刀等多刃刀具，單位是mm/齒)表示：Vf=nf=nzfz其中： n主運動的轉速(mm/s)； z刀齒齒數。,背吃刀量ap,在垂直于主運動方向和進給方向的工作平面內測量的刀具切削刃與工件切削表面的接觸長度。 注：它是主切削刃的工作長度在包含主運動和進給運動速度的平面的垂線上的投影長度。 對于外圓車削，背吃刀量為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。 ap=(dw-dm)/2 其中： dw

23、工件待加工表面的直徑(mm)；dm工件已加工表面的直徑(mm)。,討論,確定下列加工方法的切削運動 鉆孔 外圓磨削 滾齒 確定下列加工方法的切削用量 外圓車削時的背吃刀量ap 平面刨削,1.1.2刀具幾何參數,刀具切削部分的組成要素 確定刀具角度的參考平面 刀具的標注角度 刀具的工作角度,1.1.2.1刀具切削部分的組成要素,刀具切削部分的組成 外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又稱刀頭）組成可用一句話總結： “三面兩刃一尖” 前面 主后面 副后面 主切削刃 副切削刃 刀尖,1.1.2.1刀具切削部分的組成要素,前面A：刀具上與切屑接觸并相互作用的表面。 主后面A：刀具上與工件過

24、渡表面相對并相互作用的表面。 副后面A：刀具上與已加工表面相對并相互作用的表面。 主切削刃S：前刀面與主后刀面的交線。它完成主要的切削工作。 副切削刃S：前刀面與副后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。 刀尖：主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線段，折線段，或圓弧。,刀具組成示意圖,1.1.2.2確定刀具切削刃角度的參考平面,要確定和測量刀具角度，必須引入三個參考平面：（1）基面Pr 通過主切削刃上某一點并與該點切削速度方向相垂直的平面。（2）切削平面Ps 通過主切削刃上某一點并與工件加工表面相切的平面。 （3）正交平面Po 通過主切削刃上某一點并與主

25、切削刃在基面上的投影相垂直的平面。PrPsPo 切削平面、基面和正交平面共同組成標注刀具角度的平面參考系。常用的標注刀具角度的參考系還有法平面參考系、背平面和假定工作平面參考系。,1.1.2.3刀具標注角度的參考系,正交平面參考系中的標注角度,1.1.2.4刀具的標注角度,刀具的標注角度是制造和刃磨刀具所需要的，并在刀具設計圖上予以標注的角度。刀具的標注角度主要有五個（共18個），以車刀為例，表示了幾個角度的定義。 前角0：在正交平面內測量的前刀面與基面之間的夾角。前角表示前刀面的傾斜程度，有正、負和零值之分，其符號規(guī)定如圖所示。 后角0：在正交平面內測量的主后刀面與切削平面之間的夾角。后角表

26、示主后刀面的傾斜程度，一般為正值。,刀具的標注角度,主偏角r在基面內測量的主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。主偏角一般為正值。 副偏角r在基面內測量的副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。副偏角一般為正值。 刃傾角s在切削平面內測量的主切削刃與基面之間的夾角.當主切削刃呈水平時,s=0;刀尖為主切削刃最低點時，s0;刀尖為主切削刃上最高點是，s0.,1.1.2.5刀具的工作角度,在實際的切削加工中，由于刀具安裝位置和進給運動的影響，上述標注角度會發(fā)生一定的變化。角度變化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改變。以切削過程中實際的切削平面、基面和正交平面為參考平面所確定的

27、刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實際角度。,進給運動對刀具工作角度的影響,橫向進給運動的影響,縱向進給的影響,刀具安裝位置對刀具工作角度的影響,刀具安裝高低的影響,刀桿中心線與進給方向不垂直時的影響,1.1.3切削層參數,在切削過程中，刀具的切削刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層，稱為切削層。 切削層公稱厚度ac 切削層公稱寬度aw 切削層公稱橫截面積Ac,切削層公稱厚度ac,在過渡表面法線方向測量的切削層尺寸，即相鄰兩過渡表面之間的距離。ac反映了切削刃單位長度上的切削負荷。 ac=f*sinkr其中：ac切削層公稱厚度(mm)； f進給量(mm/r）； kr車刀主偏角(。)。,切削

28、層公稱寬度aw,沿過渡表面測量的切削層尺寸。aw反映了切削刃參加切削的工作長度。 aw=ap/sinkr其中：aw切削層公稱寬度(mm)。,切削層公稱橫截面積Ac,切削層公稱厚度與切削層公稱寬度的乘積。 Ac=acaw=fsinkrap/sinkr=fap 其中: Ac切削層公稱橫截面積(mm2)。,背吃刀量,外圓車削時的背吃刀量,又一個,刀具的基本定義及車刀簡介 刀具材料及切削機理 孔加工刀具 銑刀 刀具合理幾何參數的選擇 切削用量的選擇 刀具的磨損和耐用度 成形刀具及其它刀具介紹 刀具的一般設計過程 數控加工刀具簡介,授 課 計 劃,第一講刀具的基本定義及車刀簡介,一.金屬切削加工的基本知

29、識,金屬切削加工利用刀具切除被加工零件多余的材料，形成已加工表面。 金屬切削加工的目的 使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量達到設計與使用要求。 兩個基本條件 切削運動 刀具 是機械制造工業(yè)中最基本的加工方法，在國民經濟中占有重要地位。,1. 切削運動 為了切除多余的金屬，刀具和工件之間必須有相對運動，即切削運動。切削運動可分為主運動和進給運動。,主運動,刀具與工件之間主要的相對運動。 使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件材料使被切削層轉變?yōu)榍行?，從而形成工件的新表面?切削運動中，主運動速度最高，消耗功率最大。 主運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時主運動方向。 切削速度vc

30、切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。,進給運動,刀具與工件之間附加的相對運動。 配合主運動依次地或連續(xù)不斷地切除切屑。 可由刀具完成車削、工件完成銑削 可以是間歇的刨削、連續(xù)的車削 進給運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時進給方向。 進給速度vf切削刃上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度。,合成切削運動,主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動。,各種切削加工的切削運動,2. 切削加工過程中的工件表面,切削刃相對于工件的運動過程, 就是表面形成過程。 在這個過程中, 切削刃相對于工件的運動軌跡面就是工件上的加工表面和已加工表面。 有兩個要素，一是切削刃, 二是切削運動。 不同的切

31、削運動的組合,即可形成各種工件表面。 車削加工是一種最常見的、典型的切削加工方法，以它為例，車削加工過程中工件上有三個不斷變化著的表面。,(1) 待加工表面工件上有待切除的表面。 (2) 已加工表面經刀具切削后產生的新表面。 (3) 過渡表面(或稱切削表面) 切削刃正在切削的表面。它是待加工表面和已加工表面之間的過渡表面。,各種切削加工的工件表面,3. 切削要素,切削過程的切削用量和在切削過程中由余量變成切屑的切削層參數。,衡量切削運動量的大小。 包括三要素 切削速度Vc 進給量f(或進給速度Vf) 背吃刀量ap,切削用量,m/min 指主運動的線速度，以車削為例：,（m/min),切削速度V

32、C,n工件或刀具的轉速，n為rmin d工件或刀具觀察點的旋轉直徑，d為mm一般取dw,進給量f,主運動是回轉運動時，進給量指工件或刀具每回轉一周，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mmr 當主運動是直線運動時，進給量指刀具或工件每往復直線運動一次，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm雙行程或mm單行程 對于多齒的旋轉刀具(如銑刀、切齒刀)，常用每齒進給量fz，單位為mmz或mm齒，它與進給量f的關系為 f=zfz,指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量,進給量f,進給量是進給運動的單位量。車削時進給量f是取工件每旋轉一周的時間內，工件與刀具相對位移量,(mm/min),Vf 進給運動速度

33、多齒刀具有每齒進給量,背吃刀量ap,dw待加工表面直徑 dm已加工表面直徑,工件待加工表面與加工表面之間的垂直距離 在通過切削刃基點并垂直于工作平面方向上測量的吃刀量 一般稱為切削深度，單位為mm；,各種切削加工的切削用量,切削層參數,切削層是指工件上正被刀具切削刃切削著的一層金屬。 切削層參數基面中測量的切削層長度、寬度和面積。 它們與切削用量f、ap 有關。,切削層參數,(1)切削層公稱厚度hD垂直于正在加工的表面(過渡表面)度量的切削層參數。它反映了切削刃單位長度上的切削負荷。,(2)切削層公稱寬度bD平行于正在加工的表面(過渡表面)度量的切削層參數。它反映了切削刃參加切削的工作長度。,

34、(3)切削層公稱橫截面積AD在切削層參數平面內度量的橫截面積。,各種切削加工的切削層參數,二、刀具角度,1.刀具的構成,金屬切削刀具的種類很多，其形狀、結構各不相同，但是它們的基本功用都是在切削過程中，用刀刃從工件毛坯上切下多余的金屬。在結構上它們都具有共同的特征，尤其是它們的切削部分。,由工作部分和非工作部分構成。,車刀的工作部分比較簡單，只由切削部分構成，非工作部分就是車刀的柄部(或刀桿)。,不論刀具結構如何復雜，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，本節(jié)以外圓車刀為例來介紹其幾何參數。,刀 面,前刀面 切屑流過的表面，以A表示。,主后刀面 與工件上過渡表面相對的表面

35、，以A表示。,副后刀面 與工件上已加工表面相對的表面，以A表示。,切削刃,主切削刃 前刀面與主后刀面的交線，記為S。 它承擔主要的切削工作。,副切削刃 前刀面與副后刀面的交線，記為S。 它協同主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。,刀 尖,三個刀面在空間的交點，也可理解為主、副切削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。,在實際應用中，為增加刀尖的強度與耐磨性，一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。,其他各類刀具，如刨刀、鉆頭、銑刀等，都可以看成是車刀的演變和組合。,2. 刀具標注角度,刀具要從工件上切下金屬，必須具有一定的角度，也正是由于切削角度才決定了刀具切削部分各表面的空間位置。要確定和測量

36、刀具角度，必須引入一個空間坐標參考系。,工作坐標系-動態(tài)參考系-工作角度 它是確定刀具切削運動中角度的基準。 標注坐標系-靜態(tài)參考系標注角度 它是刀具設計計算、繪圖標注、刃磨測量角度時基準。它是在假定條件下的工作角度。,(1)假定運動條件：給出刀具假定主運動方向和假定進給方向，而不考慮進給運動的大小。 (2)假定安裝條件：刀具安裝基準面垂直于主運動方向，刀桿的中心線與進給運動方向垂直，刀具刀尖高與工件中心軸線等高。,確定刀具標注角度參考系時做的二個假定,基面r 通過主切削刃上選定點，垂直于該點切削速度方向的平面。,切削平面s 通過主切削刃上選定點，與主切削刃相切，且垂直于該點基面的平面。,正交

37、平面o 通過主切削刃上選定點，垂直于基面和切削平面的平面。,刀具標注角度的參考系平面,正交平面參考系Pr-Ps-Po 最常用的刀具標注角度參考系,法平面n 通過主切削刃上選定點，垂直于切削刃的平面。,法平面參考系Pr-Ps-Pn,假定工作平面f、Pp Pf：通過主切削刃上選定點，平行于假定進給運動方向，并垂直于該點基面的平面。 Pp：通過切削刃上選定點同時垂直于Pr和Pf的平面。,假定工作平面參考系Pr-Pf-Pp,刀具標注角度,1）基面中測量的刀具角度,主偏角r 主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角 主偏角一般為正值。,副偏角r 副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。 副偏角一

38、般為正值。,主切削刃和副切削刃之間的過渡刃參數將改變刀尖的幾何形狀,用刀尖圓弧半徑r描述，當r=0時為尖角過渡，r0時為圓角過渡，直線過渡時用 和b參數描述。,刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。 r180-(r r) r是標注角度是否正確的驗證公式之一。,刀具標注角度,2）切削平面中測量的刀具角度,刃傾角有正負之分： 當主切削刃呈水平時，s0； 刀尖為主切刃上最高點時，s0； 刀尖為主切刃上最低點時，s0。,刃傾角s主切削刃與基面間的夾角。,刀具標注角度,3）正交平面中測量的刀具角度,前角o 在正交平面內測量的前刀面與基面間的夾角。 根據前刀面和基面的相對位置不同分

39、別規(guī)定正前角、零度前角和負前角。,后角o 在正交平面內測量的主后刀面與切削平面的夾角。 后角一般為正值。,刀具標注角度,說明：以上標注角度是在刀尖與工件回轉軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進給方向，以及不考慮進給運動的影響等條件下確定的。,楔角o 前面與后面之間的夾角，它是個派生角。 o90(Oo) o也是判斷標注是否正確的驗證式之一。,刀具標注角度,法平面參考系刀具標注角度,法平面參考系刀具標注角度，在基面Pr和切削平面Ps內表示的角度r、r、r和s與正交平面參考系是相同的。 將O 、o、o改為在法平面Pn內的法向前角n、法向后角n 、和法向楔角n 。,假定工作平面參考系刀具標注角度,假定工作平面參考系刀具標注角度，只有在基面Pr內表示的角度r、r、r與正交平面參考系是相同的。 Pf中標注：進給前角f、進給后角f 、進給楔角f 。 Pp中標注：切深前角p、切深后角p 、切深楔角p 。,3.刀具角度的換算,在設計和制造刀具時，需要對不同參考系的標注角度進行換算也就是正交平面、法平面、假定工作平面之間的角度換算。,例如：在刀具設計、制造、刃磨和檢驗中，常常需要知道主刀刃在法平面內的角度；