机械制造技术基础3-1刀具切削部分几何参数

第三章金属切削基本知识第一节刀具切削部分几何参数一、刀具切削部分的构成图3-1车刀切削部分的组成要素刀面前刀面后刀面副后刀面刀刃主切削刃副切削刃刀尖一、刀具切削部分的构成图3-2刀尖的类型二、刀具的静态角度确定刀具角度的坐标参考系：实际合成切削运动方向工作参考系进给运动方向刀具实际安装位置二、刀具的静态角度确定刀具角度的坐标参考系：主运动方向静止参考系进给运动方向刀具安装位置二、刀具的静态角度确定刀具角度的坐标参考系：工作参考系工作角度静止参考系静态角度1.刀具静止参考系刀具静止参考系是在下列假定条件下建立的：1）刀刃上的选定点位于假定工件的轴平面内，是刀具静止参考系的原点；2）过刀具切削刃选定点的假定的进给运动方向位于车刀刀体（轴线）的法平面内并与车刀底面相平行；3）过刀具切削刃选定点的假定的主运动方向垂直于车刀刀体的底面。图3-3车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）1.刀具静止参考系构成刀具静止参考系的基准平面有六个：（1）基面Pr：通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。车刀的基面平行于刀体底面。图3-3车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）1.刀具静止参考系(2)切削平面Ps：通过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面。1.刀具静止参考系(3)正交平面Po：通过切削刃选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。1.刀具静止参考系(3)正交平面Po：正交平面为垂直于切削刃在基面上的投影的平面。由基准平面Pr—Ps—Po组成的静止参考系称为刀具的正交平面参考系。图3-3车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）1.刀具静止参考系（4）法平面Pn：通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。1.刀具静止参考系（4）法平面Pn：通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。由基准平面Pr—Ps—Pn组成的静止参考系称为刀具的法平面参考系。图3-3车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）1.刀具静止参考系（5）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。1.刀具静止参考系（6）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。1.刀具静止参考系（6）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。由基准平面Pr—Pf—Pp组成的静止参考系称为刀具的假定工作平面—背平面参考系。图3-3车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf表示假定的进给运动方向）2.刀具的静态角度刀具在正交平面参考系中定义的静态角度有：（1）前角go：在正交平面Po上测量的刀具前面Ag与基面Pr之间的夹角。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（2）后角ao：在正交平面Po上测量的刀具后面Ag与切削平面Ps之间的夹角。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（3）主偏角kr：在基面Pr上测量的切削平面Ps与假定工作平面Pf之间的夹角。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（4）刃倾角ls：在切削平面Ps上测量的刀具主切削刃S与基面Pr间的夹角。刃倾角总为锐角，其正、负值的确定原则为：当刀尖位于主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；反之为负值。切削刃的选定点、刃倾角和主偏角这三个参数，确定了主切削刃在参考系中的位置。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（5）副偏角kr’：副偏角kr’是在基面Pr上测量的副切削平面Ps’与假定工作平面Pf之间的夹角。副偏角kr’一般为锐角。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（6）副后角ao’：副后角ao’是在副正交平面Po’上测量的副后面Aa’与副切削平面Ps’之间的夹角。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度上述六个角度（go、ao、kr、ls、kr’、ao’）是在正交平面参考系中，确定车刀三个刀面（前面Ag、后面Aa、副后面Aa’）、两个刀刃（主切削刃S、副切削刃S’）的位置所必需的六个独立的刀具角度。图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（7）楔角bο：楔角bο是在正交平面Po上测量的前面Ag与后面Aa之间的夹角。bο=90°--（go+ao）图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（8）刀尖角er：刀尖角er是在基面Pr上的测量切削平面Ps与副切削平面之间的夹角。er=180°--（kr+kr’）图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度（9）余偏角λ：余偏角λ是在基面Pr上测量的切削平面Ps与背平面Pp之间的夹角。λ=90°--kr图3-4车刀的静态角度2.刀具的静态角度刀具在法平面参考系中定义的静态角度也有六个：即：法前角gn法后角an主偏角kr刃倾角ls副偏角kr’副法后角an’其中主偏角kr、刃倾角ls、副偏角kr’同正交平面参考系中的角度完全相同，其余三个角度，即法前角gn、法后角an、副法后角an’的定义不一样。2.刀具的静态角度正交平面参考系与法平面参考系之间的角度换算公式：sonlggcostgtansonlaacoscotcot2.刀具的静态角度刀具在假定工作平面—背平面参考系中定义的刀具角度也有六个：即：侧前角gf侧后角af背前角gp背后角ap副侧后角af’副背后角ap’2.刀具的静态角度正交平面参考系与假定工作平面、背平面参考系之间的角度换算公式：rrofskkgglcostansintantanrropskkgglsintancostantanrrofskkaalcostansincotcotrropinskkaalstancoscotcotrrposinsfkkgglctanstantanrrpofkkaaasincotcoscotcot三、刀具的工作角度[例1]基面Pr与工作基面Pre的比较：基面Pr是通过切削刃上选定点且垂直于假定主运动方向的平面；而工作基面Pre是通过切削刃上选定点，垂直于合成切削运动方向的平面。二者的不同点在于前者的主运动方向是假定的，而后者的合成切削运动方向是实际存在的。三、刀具的工作角度[例二]前角go与工作前角goe的比较：前角go是在正交平面Po上测量的前面Ag与基面Pr之间的夹角；而工作前角goe是在工作正交平面Poe中测量的前面Ag与工作基面Pre之间的夹角。二者的差异在于定义刀具角度参考系的三个基准平面都不同，原因还在于静止参考系的基准轴线是假定的，而工作参考系的基准是实际存在的合成切削运动与进给运动。三、刀具的工作角度1.进给运动对刀具工作角度的影响图3-5横向进给对工作角度的影响三、刀具的工作角度1.进给运动对刀具工作角度的影响图3-5横向进给对工作角度的影响goe==go+ηaoe==ao—ηwcfdfvvtan三、刀具的工作角度2.刀具安装位置对工作角度的影响1)刀具安装高低对工作角度的影响gpe==gp+qpape==ap―qpwdhp2sinq三、刀具的工作角度2.刀具安装位置对工作角度的影响2)刀杆轴线与进给方向不垂直的影响kre==kre±Grkre’==kre’-（±Gr）