金屬切削原理與刀具,切削原理切削刀具,切削刀具重點(diǎn)掌握各種常用刀具的基本結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用,并按要求會(huì)選用.,第一章金屬切削加工的基本概念,教學(xué)內(nèi)容：以車削和車刀為代表闡述刀具切削部分幾何要素的基本定義和切削層參數(shù)的幾何特征。教學(xué)重點(diǎn)：刀具基本角度的掌握教學(xué)要求：本章難度較大,要求學(xué)生具備一定的畫圖、識(shí)圖能力,11切削運(yùn)動(dòng)和切削用量,一、切削運(yùn)動(dòng)思考：何為金屬切削加工,金屬切削加工是用金屬切削刀具切除工件上多余的或預(yù)留的金屬，使工件的形狀、尺寸及表面質(zhì)量都達(dá)到預(yù)定要求的加工。,按作用分：切削運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng),主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),刀具和工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的主要運(yùn)動(dòng)切削速度最高，消耗功率最大由刀具或工件完成主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè),刀具和工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的附加運(yùn)動(dòng)間歇運(yùn)動(dòng)或連續(xù)運(yùn)動(dòng)只消耗很少的功率進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上，也可沒有,3、合成切削運(yùn)動(dòng),二、工件上形成的表面,1待加工表面：工件上有待切除的表面。2已加工表面：工件上經(jīng)刀具切削后形成的新表面。3過渡表面：工件上由切削刃形成的那部分表面。當(dāng)用單刃刀具切削時(shí)，它將在工件或刀具的下一轉(zhuǎn)或者下一次切削行程中被切除（如車削、刨削），而用多刃刀具切削時(shí)，它將被隨后的一個(gè)切削刃切除（如銑削）。,三、切削用量,切削用量是表示主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)。它包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的三要素。切削用量直接影響工件加工質(zhì)量、刀具壽命、機(jī)床的動(dòng)力消耗及生產(chǎn)率等，因此必須合理地選擇切削用量。,1切削速度切削速度指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，如圖1-3所示。它是衡量主運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)。單位為m/min,2進(jìn)給量f進(jìn)給量是刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，如圖1-3所示?？捎玫毒呋蚬ぜ哭D(zhuǎn)（或每行程）的位移量來表示，單位為mm/r或mm/行程。,進(jìn)給速度指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位mm/s。車削時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度,3背吃刀量背吃刀量是垂直于進(jìn)給速度方向測(cè)量的切削層最大尺寸，單位mm。如圖1-3所示。車外圓時(shí)背吃刀量一般指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，,工件待加工表面直徑（mm）工件已加工表面直徑（mm）,12刀具切削部分的幾何參數(shù),金屬切削刀具的種類雖然很多，但它們的切削部分的幾何形狀與參數(shù)都有共性，即無論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，它們的切削部分總是近似地以外圓車刀的切削部分為基本形態(tài)。以下以普通外圓車刀為代表來確定切削部分的基本定義。,本節(jié)內(nèi)容不僅是本章的重點(diǎn)，而且是一難點(diǎn)，要求學(xué)生掌握刀具的幾何角度，此內(nèi)容要求不僅要看懂圖，而且要會(huì)畫刀具的基本角度，為刀具的刃磨做好基礎(chǔ)。,1車刀切削部分的組成,如圖1-4所示為常見的外圓車刀，它由刀頭（或刀片）和刀柄兩部分組成。刀頭承擔(dān)切削工作，又叫切削部分；刀柄用來裝夾車刀。,刀具切削部分由若干刀面和切削刃構(gòu)成。本章重點(diǎn)介紹刀具的切削部分。,三面、兩刃、一尖,1、前刀面：刀具上切屑流過的表面,2后刀面：切削過程中與過渡表面相對(duì)的刀具表面。,6刀尖：是主切削刃與副切削刃交匯處相當(dāng)少的一部分切削刃，它可以是一小段直線或圓弧。,5副切削刃：配合主切削刃完成少量切削任務(wù)的切削刃，它是前刀面與副后刀面相交的部位。,4主切削刃（S）：承擔(dān)主要切削任務(wù)的切削刃，它是前刀面與后刀面相交的部位。,3副后刀面：切削過程中與工件上已加工表面相對(duì)著的刀具表面。,二、刀具角度的參考系,為了確定刀具切削部分的幾何形狀，即確定刀具前刀面、后刀面及切削刃在空間的相對(duì)位置，需要用一定的幾何角度表示。刀具角度需要設(shè)定在一定的參考系中。,用來定義刀具角度的參考系有兩大類：一類是靜止參考系，是用于定義刀具在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)刀具幾何參數(shù)的參考系，它由主運(yùn)動(dòng)方向確定。,另一類是刀具工作參考系，用來規(guī)定刀具實(shí)際切削加工時(shí)幾何角度的參考系，該參考系考慮了切削運(yùn)動(dòng)和實(shí)際安裝情況對(duì)刀具幾何參數(shù)的影響，它由合成切削運(yùn)動(dòng)確定。本節(jié)只講述刀具靜止參考系及其幾何角度的定義。,2019/12/13,13,可編輯,假定條件,在建立刀具靜止參考系時(shí)，需要規(guī)定刀具的假定主運(yùn)動(dòng)方向及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。,（1）假定主運(yùn)動(dòng)方向假定刀具切削刃上選定點(diǎn)位于工件中心高處，此時(shí)切削刃上選定點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)方向即為假定主運(yùn)動(dòng)方向。車刀假定主運(yùn)動(dòng)方向垂直于車刀刀柄的安裝面。,（2）假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)垂直（外圓車刀）或平行于（內(nèi)孔車刀、切斷刀等）刀柄軸線，此時(shí)切削刃選定點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向稱為假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。,1正交平面參考系,基面：過切削刃選定點(diǎn)垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面。車刀的基面平行于刀柄的安裝面。,正交平面參考系,正交平面：過切削刃選定點(diǎn)同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。,主切削平面：過主切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切并垂直于基面的平面，也就是主切削刃與切削速度方向構(gòu)成的平面。對(duì)應(yīng)于副切削刃的切削平面稱為副切削平面。,2法平面參考系,法平面參考系由基面、切削平面、法平面三個(gè)平面組成。,法平面：過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面,3假定工作平面參考系,假定工作平面：過切削刃選定點(diǎn)平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面的平面。,三、刀具角度的基本定義,刀具在設(shè)計(jì)、制造、刀磨和測(cè)量時(shí)，用刀具靜止參考系中的角度來標(biāo)明切削刃和刀面在空間的位置，這樣的角度稱為刀具的靜態(tài)角度或標(biāo)注角度。,由于刀具的參考系在切削刃上各點(diǎn)是變化的，因此應(yīng)指明選定點(diǎn)。,（一）刀具角度的基本定義,1正交平面參考系內(nèi)的刀具角度2在法平面參考系內(nèi)測(cè)量的角度3在假定工作平面參考系測(cè)量的角度背平面參考系中測(cè)量的角度,1正交平面參考系內(nèi)的刀具角度：,（1）在正交平面內(nèi)測(cè)量的角度,前角：前面與基面之間的夾角。,楔角：前面與后面之間的夾角。楔角是一派生角度，當(dāng)前角和后角確定后，楔角可由下式求得,后角：后面與切削平面的夾角。,（2）在基面內(nèi)測(cè)量的角度,主偏角：主切削平面與假定工作平面之間的夾角。即主切削刃在基面內(nèi)的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。主偏角總是正值。副偏角：副切削平面與假定工作平面之間的夾角。即副切削刃在基面內(nèi)的投影與反向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的夾角。刀尖角：主切削平面與副切削平面之間的夾角。刀尖角也是一派生角度。主偏角和副偏角確定后，刀尖角可由下式求得,（3）在切削平面Ps內(nèi)測(cè)量的角度,刃傾角:主切削刃與基面之間的夾角。在S向視圖中才能表示清楚。,在刀具工作圖上只需要標(biāo)注、這六個(gè)基本角度，其余角度為派生角度。,（二）刀具角度正負(fù)的規(guī)定,、在正交平面內(nèi)，前面與切削平面間夾角小于90時(shí)前角為正值，大于90時(shí)前角為負(fù)值。當(dāng)后刀面與基面夾角小于90時(shí)后角為正值，大于90時(shí)，后角為負(fù)值。如圖1-10所示2、當(dāng)?shù)都庀鄬?duì)車刀刀柄安裝面處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值；刀尖處于最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)值；當(dāng)切削刃平行于刀柄安裝面時(shí)，刃傾角為零度，這時(shí)，切削刃在基面內(nèi)。,四、刀具工作圖的畫法