外圓車刀的角度教案概要

第三節(jié)刀具幾何參數(shù)一、車刀的基本構(gòu)成刀頭是車刀的切削部分（用于承擔(dān)切削工作），刀體是夾持部分（用來安裝刀片或與機床連接)。不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)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(shù)。由刀頭和刀體兩部分構(gòu)成。第一頁第二頁，共39頁。（1)前刀面Aγ

刀具上切屑流過的表面。1.刀面（2)主后刀面Aα

切削時與工件上過渡表面相對的刀具表面。（3)副后刀面

切削時與工件已加工的表面相對的刀具表面。刀具切削部分的基本定義如圖第二頁第三頁，共39頁。車刀的構(gòu)成第三頁第四頁，共39頁。第四頁第五頁，共39頁。2.刀刃（1）主切削刃S前刀面與主后刀面在空間的交線。如圖（2）副切削刃S‘前刀面與副后刀面在空間的交線。3．刀尖三個刀面在空間的交點，也可理解為主、副切削刃連接處的那一小部分切削刃。在實際應(yīng)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。第五頁第六頁，共39頁。車刀的構(gòu)成第六頁第七頁，共39頁。刀具要從工件上切下金屬，就必須具備一定的切削角度，這些角度決定了刀具切削部分各表面的空間位置，為了確定刀具上刀面及切削刃在空間的位置，首先應(yīng)建立空間參考系。參考系是用于一組定義和規(guī)定刀具角度的參考平面。參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系兩類。二、確定刀具角度的參考系第七頁第八頁，共39頁。在設(shè)計、制造、刃磨和測量時，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標注角度參考系。1．刀具靜止參考系在該參考系中定義的角度稱為刀具的標注角度。靜止參考系中最常用的刀具標注角度參考系是正交平面參考系,其它參考系有法平面參考系、假定工作平面參考系等。第八頁第九頁，共39頁。

2.正交平面參考系由以下三個在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。如圖(1)基面pr通過切削刃上選定點，垂直于該點切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。(2)切削平面ps

通過切削刃上選定點，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。(3)正交平面po

通過切削刃上選定點，同時與基面和切削平面垂直的平面。第九頁第十頁，共39頁。正交平面參考系第十頁第十一頁，共39頁。

3.其它刀具標注參考系（1）法平面pn與法平面參考系

1)法平面通過切削刃上選定點并垂直于切削刃的平面2)法平面參考系pr、ps、pn組成的參考系。第十一頁第十二頁，共39頁。第十二頁第十三頁，共39頁。（2）假定工作平面pf、背平面pp及其參考系1)假定工作平面pf

通過切削刃上選定點并垂直于該點基面以及其方位平行于假定進給運動方向的平面。(見圖)3)假定工作平面、背平面參考系pr、pf、pp組成的參考系。2)

背平面pp通過切削刃上選定點，且垂直于基面和假定工作平面的平面。第十三頁第十四頁，共39頁。第十四頁第十五頁，共39頁。（三）刀具的標注角度（1）基面中測量的刀具角度1）主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf

方向之間的夾角。如圖2）副偏角κr′副切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf反方向之間的夾角。3）刀尖角εr

主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。εr=180°-(κr＋κr′)。第十五頁第十六頁，共39頁。車刀的主要角度第十六頁第十七頁，共39頁。（2）切削平面中測量的刀具角度1）刃傾角λs主切削刃與基面之間的夾角。如圖它在切削平面內(nèi)標注或測量，但有正負之分。當(dāng)主切削刃與基面平行時λs=0°；當(dāng)?shù)都恻c相對基面處于主切削刃上的最高點時λs＞0°；反之λs≤0°。第十七頁第十八頁，共39頁。車刀的主要角度第十八頁第十九頁，共39頁。（3）正交平面中測量的刀具角度1)前角γO

前刀面與基面之間的夾角。如圖2)后角αo

后面與切削平面之間的夾角。3)楔角βo

前面與后面之間的夾角，它是個派生角。它與前角、后角有如下的關(guān)系：βo＝90°－(γO＋αo)。說明：以上標注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)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。第十九頁第二十頁，共39頁。在正交平面參考系中的標注角度（5）副偏角κrˊ（6）副后角αoˊ派生角度：楔角βo、刀尖角εrr（1）主偏角κr（4）后角αo（2）刃傾角λs（3）前角γo第二十頁第二十一頁，共39頁。在法平面參考系中的標注角度（1）主偏角κr（2）刃傾角λs（3）法前角γn

（4）法后角αn（5）法楔角βn第二十一頁第二十二頁，共39頁。在假定工作平面參考系中的標注角度（1）主偏角κr（2）刃傾角λs（3）側(cè)前角γf（4）側(cè)后角αf（5）側(cè)楔角βf（6）背前角γp（7）背后角αp（8）背楔角βf第二十二頁第二十三頁，共39頁。（四）刀具工作角度刀具在工作參考系中確定的角度稱為刀具工作角度。刀具實際切削時，若考慮實際進給運動和安裝情況的影響，刀具角度的參考系將發(fā)生變化，其工作角度就不同于標注角度。

與靜態(tài)系統(tǒng)中正交平面參考系建立的定義和程序相似，不同點就在于它以合成切削運動υe或刀具安裝位置條件來確定工作參考系的基面pre。由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面pse的變化，從而導(dǎo)致工作前角γoe、工作后角αoe

的變化。第二十三頁第二十四頁，共39頁。

1、刀具安裝位置對工作角度的影響

（1）刀具安裝高低的影響γpe=γp＋θpαpe=αp－θptanθp＝h/

γoe=γo＋θαoe=αo－θ

tanθ＝tanθpcosκr刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，角度變化與上述相反第二十四頁第二十五頁，共39頁。第二十五頁第二十六頁，共39頁。（2）刀桿中心線與進給方向不垂直的影響

=+G=-G

=-G=+G第二十六頁第二十七頁，共39頁。2、進給運動對刀具工作角度的影響

（1）橫向進給運動的影響（如圖）

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝f/πd①當(dāng)進給量f一定時，隨d值↓—μ值↑，接近中心αoe為負值。②當(dāng)f↑—μ值↑橫車時f不宜過大，并應(yīng)適當(dāng)加大αo第二十七頁第二十八頁，共39頁。第二十八頁第二十九頁，共39頁。

（2）縱向進給運動的影響

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝tanμfsinκr

＝fsinκr/(πdw)f↑或dw↓時，μf、μ均↑車削右螺紋時左側(cè)刃應(yīng)↑αo(α左

8°α右2°)右刃應(yīng)↑γo車右螺紋時左側(cè)刃

γfe=γf＋μfαfe=αf－μf

tanμf＝f/πdw第二十九頁第三十頁，共39頁。

切削層是指在切削過程中，由刀具在切削部分的一個單一動作（或指切削部分切過工件的一個單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表面的動作）所切除的工件材料層。

車削的切削層即指工件轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，車刀主切削刃移動一個進給量的距離，車刀所切下的材料層。如圖

切削層參數(shù)就是指切削層的截面尺寸。它直接決定了刀具切削部分所承受的負荷大小及切下的切屑的形狀和尺寸。第四節(jié)切削層參數(shù)與切削方式一、切削層參數(shù)第三十頁第三十一頁，共39頁。第三十一頁第三十二頁，共39頁。指作用切削刃在基面上投影的兩個極限點間的距離，即在基面內(nèi)沿過渡表面度量的切削層尺寸。bD＝ap／sinKr切削層參數(shù)包括:1)切削層公稱橫截面積AD（如圖）2)切削層公稱寬度bD在切削層尺寸平面（即基面）內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hDbD=apf第三十二頁第三十三頁，共39頁。車削時的切削層尺寸第三十三頁第三十四頁，共39頁。上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層公稱橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。1)切削層公稱厚度hD（如圖）

指切削層橫截面積與切削層公稱寬度之比，即在基面內(nèi)垂直于過渡表面度量的切削層尺寸。

hD＝fsinKr第三十四頁第三十五頁，共39頁。車削時的切削層尺寸第三十五頁第三十六頁，共39頁。二、切削方式只有一條直線切削刃參加切削稱為自由切削。1、自