1、模塊二：切削過程及控制,第一單元 刀具幾何參數(shù),注：課件內(nèi)部分圖片、動畫、視頻為引用，來源不詳。,金屬切削刀具可看成是由普通外圓車刀演變和組合而成的。研究刀具時，總以車刀為基礎(chǔ)。,一、車刀的組成,典型外圓車刀切削部分的構(gòu)成,車刀,刀頭,刀桿,在機床刀架上裝夾車刀,切削部分,車刀切削部分,前刀面 主后刀面 副后刀面,主切削刃 副切削刃,刀尖,一、車刀的組成,三個表面 前刀面：刀頭上切屑流走所經(jīng)過的刀面，即與切屑相接觸的刀面。 主后刀面：刀頭上與加工表面相對的刀面。 副后刀面：刀頭上與已加工表面相對的刀面。,一、車刀的組成,兩個刀刃 主切削刃：前刀面和主后刀面的交線。承擔主要切削工作。 副切削刃：

2、前刀面與副后刀面的交線。靠近刀尖處的副切削刃起微量切削作用。大進給量切削時，副切削刃也起較大切削作用。,一個刀尖 刀尖：主、副切削刃的交點。為提高刀尖強度，常把刀尖磨成很短的直線或圓弧。,副切削刃,刀具結(jié)構(gòu) (以車刀為例),（一） 刀具角度參考系,二、刀具角度,刀具角度參考系建立的理想狀態(tài)“靜止狀態(tài)”： 車削時只有主運動； 刀桿安裝成與工件中心線垂直； 刀尖與工件中心線等高。,主剖面參考系,基面 切削平面 主剖面,（一）刀具角度參考系主剖面參考系,基面：過主切削刃上選定點，并與該點切削速度方向相垂直的 平面。,基面平行于車刀底面，是制造、刃磨和測量車刀的基準面。 選定點一般指切削刃上與刀尖毗鄰

3、的點。,二、刀具角度,（一）刀具角度參考系主剖面參考系,二、刀具角度,切削平面：通過主切削刃上選定點并與工件加工表面相切的平面，即與切削刃相切并包含該點切削速度方向的平面。,切削平面垂直于基面。,（一）刀具角度參考系主剖面參考系,二、刀具角度,主剖面:通過主切削刃上選定點并與主切削刃在基面的投影相垂直的平面。,（二）車刀幾何角度的定義,二、刀具角度,車刀有六個主要角度：前角0、后角0、主偏角kr、副偏角kr、刃傾角s、副后角0。 車刀幾何角度是刀具圖樣上標注的角度，也是制造、刃磨時控制的角度。,（二）車刀幾何角度的定義,前角表示前刀面相對基面的傾斜程度，影響主切削刃的鋒利程度和刃口的強度。,前

4、角0：在主剖面內(nèi)測量，是前刀面與基面之間的夾角。,刀具角度的正負,前角0的正負是相對基面而言的。在主剖面中，前刀面與基面平行時前角為零度；前刀面在基面下方時，前角為正；前刀面在基面上方時，前角為負。,前角0,后角0：在主剖面內(nèi)測量，是后刀面與切削平面之間的夾角。,后角表示后刀面相對于切削平面的傾斜程度，影響著后刀面與加工表面之間的摩擦、刃口的鋒利程度和刃口強度等。,主偏角kr：在基面內(nèi)測量，是主切削刃在基面的投影與刀具進給運動方向的夾角。,主偏角表示主切削刃對進給方向的傾斜程度。其大小影響著刀頭的強度、單位長度刀刃上的負荷和受力情況。,副偏角 kr：在基面內(nèi)測量，是副切削刃與進給運動反方向之間

5、的夾角。,副偏角影響著已加工表面粗糙度、刀頭的受力情況和刀尖強度。,刃傾角s：在切削平面內(nèi)測量，是主切削刃與基面之間的夾角。,刃傾角表示主切削刃對基面的傾斜程度。它影響著切屑流向、刀頭強度和刀頭受力等。,刃傾角s的正負由刀尖在主切削刃上的位置確定。當切削刃與刀桿底面平行時刃傾角為零度；若刀尖處于切削刃的最高點，刃傾角為正；刀尖處于最低點時，刃傾角為負。,刀具角度的正負,刃傾角s,a）s=0 b）s 0,刃傾角對切屑流向的影響,刃傾角為正值時，切屑流向待加工表面；刃傾角為負值時，切屑流向已加工表面，有可能劃傷已加工表面；刃傾角為零，切屑沿前刀面卷曲。所以精加工應選用正的刃傾角，粗加工可以選負的刃

6、傾角。,刃傾角對刀具受沖擊點位置的影響,如果刀具有正刃傾角，刀尖部分的強度較差，不利于承受沖擊載荷。 s為正值時，刀尖首先接觸工件，將受到?jīng)_擊，容易打刀； s為負值時，刀刃首先接觸工件，保護刀尖，不容易打刀。 所以，車削斷續(xù)表面或具有沖擊載荷時，一般采用較大數(shù)值的負刃傾角s=-5-15，但此時最好選用正的前角，以平衡“鋒利與強固”之間的矛盾。,副后角0：在副剖面內(nèi)測量（過副切削刃上選定點并垂直于副切削刃在基面上的投影的平面稱為副剖面），是副后刀面與副切削平面之間的夾角。該角表示副后刀面相對于副切削平面的傾斜程度。,其它典型車刀的角度,a）端面車刀 b）鏜孔車刀 c）切斷刀,（三）刀具的工作角度

7、,刀具的工作角度：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刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實際角度。,刀具標注角度,“靜止狀態(tài)”： 車削時只有主運動； 刀桿安裝成與工件中心線垂直 刀尖與工件中心線等高。,刀具工作角度,實際切削狀態(tài)： 進給運動存在； 刀具的安裝位置和“靜止狀態(tài)”不同。,刀尖安裝高低對工作角度的影響,刀尖和工件中心線等高時，基面與刀桿底面平行，切削平面與刀桿底面垂直。 刀尖高于工件中心時，基面和切削平面發(fā)生傾斜，前角增大，后角減?。?刀尖低于工件中心時，前角減小，后角增大。,成形車削或車螺紋、車錐面時，刀尖和工件的中心線一定要精確等高，以保證加工表面的形狀。 切槽和切斷時，也必須精確等高，以保證切削加工順利進行。,刀桿中心安裝的是否與工件軸線垂直對工作角度的影響,車刀的主、副偏角是在刀桿垂直于工件軸線方向的情況下測定的，如果刀桿安裝偏斜，實際的主、副偏角的值將同時改變，并且主偏角的增加量（或減少量）等于副偏角的減小量（或增加量）。,橫向進給（車端面、切斷、切槽）運動對工作角度的影響,切斷刀應選用較大的標注后角，進給量的取值也不宜過大。,進給運動對工作角度的影響,縱向進給運動對工作角度的影響主要針對進給量取較大值（如車螺紋）時，縱向進給運動對工作角度的影響,進給、切深剖面