第一章刀具几何角度及切削要素

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1、金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具教教 师：师： 冯和平冯和平信信 箱：箱：老子曰老子曰: :勇于敢者死勇于敢者死, ,勇于不敢者活勇于不敢者活. .观观察察自自己己在在做做什什么么第第1节节 切削运动与切削用量切削运动与切削用量第第2节节刀具刀具切削部分定义切削部分定义第第3节节刀具角度换算刀具角度换算第第4节刀具角度的一面二角分析法节刀具角度的一面二角分析法 第第5节刀具工作角度节刀具工作角度第第6节切削层与切削方式节切削层与切削方式本章主要介绍金属切削原理的几何问题，是学本章主要介绍金属切削原理的几何问题，是学习切

2、削原理与刀具设计、使用、刃磨的基础。习切削原理与刀具设计、使用、刃磨的基础。一、切削运动与切削层一、切削运动与切削层二、切削用量切削时间与材料切除率、切削用量切削时间与材料切除率三三、合成切削运动与合成切削速度、合成切削运动与合成切削速度1.1.概念概念 切削运动：切削运动：在切削加工时，工件与在切削加工时，工件与刀具之间的相对运动。刀具之间的相对运动。2.2.分类分类 按所起的作用来划分，切削运动可按所起的作用来划分，切削运动可分为：分为： 1.1.主运动主运动 2.2.进给运动进给运动如图如图1-1 1-1 观察切削过程观察切削过程参考系参考系l概念：刀具与工件之间最主要的相对运概念：刀具

3、与工件之间最主要的相对运动。动。l形式：主运动可以是旋转运动（如车削、形式：主运动可以是旋转运动（如车削、镗削中主轴的运动），也可以是直线运镗削中主轴的运动），也可以是直线运动（如刨削、拉削中的刀具运动）。动（如刨削、拉削中的刀具运动）。l特点：消耗功率最多，速度最高。主运特点：消耗功率最多，速度最高。主运动通常只有且必须有一个。动通常只有且必须有一个。l概念：刀具与工件之间产生的附加相对运动，概念：刀具与工件之间产生的附加相对运动，配合主运动，不断将多余的金属投入切削，以配合主运动，不断将多余的金属投入切削，以保持切削连续进行或反复进行的运动。保持切削连续进行或反复进行的运动。l完成者：进给

4、运动可由刀具完成（如车削、钻完成者：进给运动可由刀具完成（如车削、钻削），也可由工件完成（如铣削）；削），也可由工件完成（如铣削）；l特点：进给运动不限于一个（如滚齿），个别特点：进给运动不限于一个（如滚齿），个别情况也可以没有进给运动（如拉削）。一般而情况也可以没有进给运动（如拉削）。一般而言，进给运动速度较低，消耗功率较少。言，进给运动速度较低，消耗功率较少。主运动主运动刨刀的直线运动刨刀的直线运动 进给运动进给运动工件移动工件移动 进给运动进给运动车刀轴向运动车刀轴向运动主运动主运动砂轮旋转砂轮旋转 进给运动进给运动工件转动，砂轮轴向移动工件转动，砂轮轴向移动主运动主运动铣刀旋转铣刀旋转

5、 进给运动进给运动工件移动工件移动切削加工时工件上形成三个不断变化切削加工时工件上形成三个不断变化着的表面：着的表面：（）已加工表面（）已加工表面（）待加工表面（）待加工表面 （）过渡表面（）过渡表面切削层是由切削部分切过工件一个单程切削层是由切削部分切过工件一个单程 所所 切除的工件材料层。切除的工件材料层。 公称横截面积公称横截面积S SABCDABCD 实际切削横截面积实际切削横截面积S SABCEABCE 残留横截面积残留横截面积S SAEDAED（）待已加工表面（）待已加工表面（2 2）过渡表面（）过渡表面（3 3）已加工表面）已加工表面切削用量切削用量1 1切削速度切削速度2 2进

6、给量进给量3 3背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度） 用于调整机床、计算切削力、切削功率、核算工用于调整机床、计算切削力、切削功率、核算工序成本、夹具设计等所必需的参数。序成本、夹具设计等所必需的参数。l概念：切削刃选定点相对于工件主运动概念：切削刃选定点相对于工件主运动 的瞬时速度的瞬时速度 l符号：符号：v vc cl计算公式：计算公式：v vc c=dn/1000 (m/min)=dn/1000 (m/min) d: d:刀具选定点的旋转直径（刀具选定点的旋转直径（mmmm） n:n:工件或刀具转速工件或刀具转速(r/min)(r/min)l进给量进给量f f: :工件或刀具每转或行

7、程，刀具在进给工件或刀具每转或行程，刀具在进给运动方向上相对与工件的位移量。运动方向上相对与工件的位移量。参看图参看图1-11-1 单位：单位： mm/rmm/r进给速度进给速度v vf f：切削刃选定点相对与工件进给运：切削刃选定点相对与工件进给运 动的瞬时速度。动的瞬时速度。 单位：单位：mm/s; m/smm/s; m/s。l计算公式：计算公式：v vf f=n=n* *f fl背吃刀量背吃刀量a ap p: :垂直于进给运动方向测量的垂直于进给运动方向测量的切削层的最大尺寸切削层的最大尺寸. .（mmmm） 参看图参看图1-1 1-1 dw待加工表面直径 dm已加工表面直径2dmdwa

8、pl概念概念 : :直接改变工件尺寸、形状等工艺直接改变工件尺寸、形状等工艺 过程所需要的时间。（单位：过程所需要的时间。（单位：min)min)l计算公式：计算公式： l : :刀具行程长度刀具行程长度 A A：半径方向加工余量：半径方向加工余量 参看下页图参看下页图1-2 1-2 apVfAlmtl概念：单位时间内切除掉的材料的体积。概念：单位时间内切除掉的材料的体积。l单位：单位：mm3/minl计算公式：计算公式： Q=1000 aQ=1000 ap pf f v vc cl合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。l合成切削速度：合成切削速度

9、：切削刃选定点相对于工件合切削刃选定点相对于工件合 成切削运动的瞬时速度。成切削运动的瞬时速度。 l重点掌握切削用量的概念与计算公式重点掌握切削用量的概念与计算公式l学习内容：学习内容：刀具切削部分几何参数的基本定义；刀具切削部分几何参数的基本定义；辅助平面和三种参考系、六个独立的角度及其关辅助平面和三种参考系、六个独立的角度及其关系；工作角度与标注角度的区别、安装位置的影系；工作角度与标注角度的区别、安装位置的影响、进给运动的影响；切削层参数。响、进给运动的影响；切削层参数。l 重点：重点：刀具切削部分几何参数的基本定义；刀具刀具切削部分几何参数的基本定义；刀具的工作角度概念及影响因素；的工

10、作角度概念及影响因素；l难点：难点：刀具切削部分几何参数的基本定义和图示刀具切削部分几何参数的基本定义和图示表达；刀具的工作角度概念及影响因素。表达；刀具的工作角度概念及影响因素。l考点：考点：刀具切削部分几何参数的基本定义与图示刀具切削部分几何参数的基本定义与图示表达；刀具的工作角度概念及影响因素表达；刀具的工作角度概念及影响因素；l金属切削刀具的种类很多，结构、性能各不相金属切削刀具的种类很多，结构、性能各不相同，但就其单个刀齿而言，可以看成是由外圆同，但就其单个刀齿而言，可以看成是由外圆车刀的切削部分演变而来的，下面以外圆车刀车刀的切削部分演变而来的，下面以外圆车刀为例，介绍刀具切削部分

11、的基本定义。为例，介绍刀具切削部分的基本定义。l车刀组成车刀组成 刀柄（杆）：用于装夹刀柄（杆）：用于装夹 刀头：用于切削刀头：用于切削刀面刀面刀尖刀尖 刀刃刀刃l1.1.前面（前面（AA） 前面（前刀面）是刀具前面（前刀面）是刀具上切屑流过的表面。上切屑流过的表面。l2.2.主后面（主后面（AA）主后面（主后刀面）是）主后面（主后刀面）是 与工件上过渡表面相对的表面。与工件上过渡表面相对的表面。l3. 3. 副后面（副后面（AA）副后面（副后刀面）副后面（副后刀面）是与工件上已加工表面相对的表面。是与工件上已加工表面相对的表面。 l1.1.主切削刃（主切削刃（S S） 主切削刃是前刀面主切削