机械制造技术基础3-1刀具切削部分几何参数.ppt

第三章第三章 金属切削基本知识金属切削基本知识第一节第一节 刀具切削部分几何参数刀具切削部分几何参数2021/9/231一、刀具切削部分的构成一、刀具切削部分的构成图图3-1车刀切削部分的组成要素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2021/9/232一、刀具切削部分的构成一、刀具切削部分的构成图图3-2刀尖的类型刀尖的类型2021/9/233二、刀具的静态角度二、刀具的静态角度确定刀具角度的坐标参考系：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2021/9/234二、刀具的静态角度二、刀具的静态角度确定刀具角度的坐标参考系：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2021/9/235二、刀具的静态角度二、刀具的静态角度确定刀具角度的坐标参考系：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2021/9/2361.1.刀具静止参考系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：刀具静止参考系是在下列假定条件下建立的：1 1）刀刀刃刃上上的的选选定定点点位位于于假假定定工工件件的的轴轴平平面面内内，是刀具静止参考系的原点；是刀具静止参考系的原点；2 2）过刀具切削刃选定点的假定的进给运动方）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向位于车刀刀体（轴线）的法平面内并与车刀底面相平行；底面相平行；3 3）过过刀刀具具切切削削刃刃选选定定点点的的假假定定的的主主运运动动方方向向垂垂直于车刀刀体的底面。直于车刀刀体的底面。2021/9/237图图3-3车刀的静止参考系（图中车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动表示假定的主运动方向，方向，vf表示假定的进给运动方向）表示假定的进给运动方向）2021/9/2381.1.刀具静止参考系刀具静止参考系构成刀具静止参考系的基准平面有六个：构成刀具静止参考系的基准平面有六个：（1）基面基面Pr：通过切削刃选定点，垂直于假定通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。主运动方向的平面。车刀的基面平行于刀体底面。车刀的基面平行于刀体底面。2021/9/239图图3-3车刀的静止参考系（图中车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动表示假定的主运动方向，方向，vf表示假定的进给运动方向）表示假定的进给运动方向）2021/9/23101.1.刀具静止参考系刀具静止参考系(2)(2)切切削削平平面面PsPs：通通过过切切削削刃刃选选定定点点，与与切切削刃相切，并垂直于基面的平面。削刃相切，并垂直于基面的平面。2021/9/23111.1.刀具静止参考系刀具静止参考系(3)正正交交平平面面Po：通通过过切切削削刃刃选选定定点点，同同时时垂垂直于基面和切削平面的平面。直于基面和切削平面的平面。2021/9/23121.1.刀具静止参考系刀具静止参考系(3)正交平面正交平面Po：正正交交平平面面为为垂垂直直于于切切削削刃刃在在基基面面上上的的投投影影的平面。的平面。由由基基准准平平面面PrPsPo组组成成的的静静止止参参考考系系称为刀具的正交平面参考系。称为刀具的正交平面参考系。2021/9/2313图图3-3车刀的静止参考系（图中车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动表示假定的主运动方向，方向，vf表示假定的进给运动方向）表示假定的进给运动方向）2021/9/23141.1.刀具静止参考系刀具静止参考系（4）法法平平面面Pn：通通过过切切削削刃刃选选定定点点并并垂垂直直于于切切削刃的平面。削刃的平面。2021/9/23151.1.刀具静止参考系刀具静止参考系（4）法法平平面面Pn：通通过过切切削削刃刃选选定定点点并并垂垂直直于于切切削刃的平面。削刃的平面。由由基基准准平平面面PrPsPn组组成成的的静静止止参参考考系称为刀具的法平面参考系。系称为刀具的法平面参考系。2021/9/2316图图3-3车刀的静止参考系（图中车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动表示假定的主运动方向，方向，vf表示假定的进给运动方向）表示假定的进给运动方向）2021/9/23171.1.刀具静止参考系刀具静止参考系（5）假定工作平面）假定工作平面Pf：通过切削刃上选定点，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垂直于基面，且平行于假定进给运动方向的平面。面。2021/9/23181.1.刀具静止参考系刀具静止参考系（6）背平面）背平面Pp：通过切削刃上选定点，同时垂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。直于基面和假定工作平面的平面。2021/9/23191.1.刀具静止参考系刀具静止参考系（6）背平面）背平面Pp：通过切削刃上选定点，同时垂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。直于基面和假定工作平面的平面。由基准平面由基准平面PrPfPp组成的静止参考系组成的静止参考系称为刀具的假定工作平面称为刀具的假定工作平面背平面参考系。背平面参考系。2021/9/2320图图3-3车刀的静止参考系（图中车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动表示假定的主运动方向，方向，vf表示假定的进给运动方向）表示假定的进给运动方向）2021/9/23212.2.刀具的静态角度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：刀具在正交平面参考系中定义的静态角度有：（1）前角）前角g go：在正交平面在正交平面Po上测量的刀具前面上测量的刀具前面Ag g 与基面与基面Pr之间的夹角。之间的夹角。2021/9/2322图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23232.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（2）后后角角a ao：在在正正交交平平面面Po上上测测量量的的刀刀具具后后面面Ag g 与切削平面与切削平面Ps之间的夹角。之间的夹角。2021/9/2324图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23252.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（3）主主偏偏角角k kr：在在基基面面Pr上上测测量量的的切切削削平平面面Ps与假定工作平面与假定工作平面Pf之间的夹角。之间的夹角。2021/9/2326图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23272.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（4）刃刃倾倾角角l ls：在在切切削削平平面面Ps上上测测量量的的刀刀具具主主切削刃切削刃S与基面与基面Pr间的夹角。间的夹角。刃刃倾倾角角总总为为锐锐角角，其其正正、负负值值的的确确定定原原则则为为：当当刀刀尖尖位位于于主主切切削削刃刃的的最最高高点点时时，刃刃倾倾角角为正值；反之为负值。为正值；反之为负值。切切削削刃刃的的选选定定点点、刃刃倾倾角角和和主主偏偏角角这这三三个个参数，确定了主切削刃在参考系中的位置。参数，确定了主切削刃在参考系中的位置。2021/9/2328图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23292.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（5）副副偏偏角角k kr：副副偏偏角角k kr是是在在基基面面Pr上上测测量量的的副副切切削削平平面面Ps与与假假定定工工作作平平面面Pf之之间间的的夹夹角。角。副偏角副偏角k kr一般为锐角。一般为锐角。2021/9/2330图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23312.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（6）副副后后角角a ao：副副后后角角a ao是是在在副副正正交交平平面面Po上上测测量量的的副副后后面面Aa a与与副副切切削削平平面面Ps之之间间的夹角。的夹角。2021/9/2332图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23332.2.刀具的静态角度刀具的静态角度 上上述述六六个个角角度度（g go、a ao、k kr、l ls、k kr、a ao）是是在在正正交交平平面面参参考考系系中中，确确定定车车刀刀三三个个刀刀面面（前前面面Ag g、后后面面Aa a、副副后后面面Aa a）、两两个个刀刀刃刃（主主切切削削刃刃S、副副切切削削刃刃S）的的位位置置所所必必需的六个独立的刀具角度。需的六个独立的刀具角度。2021/9/2334图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23352.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（7）楔楔角角b b：楔楔角角b b是是在在正正交交平平面面Po上上测测量量的前面的前面Ag g 与后面与后面Aa a 之之间的夹角。间的夹角。b b=90-（g go+a ao）2021/9/2336图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23372.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（8）刀刀尖尖角角e er：刀刀尖尖角角e er是是在在基基面面Pr上上的的测测量量切削平面切削平面Ps与副切削平面之间的夹角。与副切削平面之间的夹角。e er=180-（k kr+k kr）2021/9/2338图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23392.2.刀具的静态角度刀具的静态角度（9）余余偏偏角角：余余偏偏角角 是是在在基基面面Pr上上测测量量的的切削平面切削平面Ps与背平面与背平面Pp之间的夹角。之间的夹角。=90-k kr2021/9/2340图图3-4车刀的静态角度车刀的静态角度2021/9/23412.2.刀具的静态角度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：刀具在法平面参考系中定义的静态角度也有六个：即：即：法前角法前角g gn法后角法后角a an主偏角主偏角k kr刃倾角刃倾角l ls副偏角副偏角k kr副法后角副法后角a an其其中中主主偏偏角角k kr、刃刃倾倾角角l ls、副副偏偏角角k kr同同正正交交平平面面参参考考系系中中的的角角度度完完全全相相同同，其其余余三三个个角角度度，即即法法前前角角g gn、法后角法后角a an、副法后角副法后角a an的定义不一样。的定义不一样。2021/9/23422.2.刀具的静态角度刀具的静态角度正正交交平平面面参参考考系系与与法法平平面面参参考考系系之之间间的的角角度度换算公式：换算公式：2021/9/23432.2.刀具的静态角度刀具的静态角度刀刀具具在在假假定定工工作作平平面面背背平平面面参参考考系系中中定定义义的刀具角度也有六个：的刀具角度也有六个：即：即：侧前角侧前角g gf侧后角侧后角a af背前角背前角g gp背后角背后角a ap副侧后角副侧后角a af副背后角副背后角a ap2021/9/23442.2.刀具的静态角度刀具的静态角度正正交交平平面面参参考考系系与与假假定定工工作作平平面面、背背平平面面参参考考系之间的角度换算公式：系之间的角度换算公式：2021/9/2345三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度例例1基面基面Pr与工作基面与工作基面Pre的比较：的比较：基基面面Pr是是通通过过切切削削刃刃上上选选定定点点且且垂垂直直于于假假定定主主运运动动方方向向的的平平面面；而而工工作作基基面面Pre是是通通过过切切削削刃刃上上选选定定点点，垂垂直直于于合合成成切切削削运运动动方方向向的的平平面面。二二者者的的不不同同点点在在于于前前者者的的主主运运动动方方向向是是假假定定的的，而而后后者者的合成切削运动方向是实际存在的。的合成切削运动方向是实际存在的。2021/9/2346三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度例二例二前角前角g go与工作前角与工作前角g goe的比较：的比较：前前角角g go是是在在正正交交平平面面Po上上测测量量的的前前面面Ag g 与与基基面面Pr之之间间的的夹夹角角；而而工工作作前前角角g goe是是在在工工作作正正交交平平面面Poe中中测测量量的的前前面面Ag g与与工工作作基基面面Pre之之间间的的夹夹角角。二二者者的的差差异异在在于于定定义义刀刀具具角角度度参参考考系系的的三三个个基基准准平平面面都都不不同同，原原因因还还在在于于静静止止参参考考系系的的基基准准轴轴线线是是假假定定的的，而而工工作作参参考考系系的的基准是实际存在的合成切削运动与进给运动。基准是实际存在的合成切削运动与进给运动。2021/9/2347三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度1.1.进给运动对刀具工作角度的影响进给运动对刀具工作角度的影响图图3-5横向进给对工作角度的影响横向进给对工作角度的影响2021/9/2348三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度1.1.进给运动对刀具工作角度的影响进给运动对刀具工作角度的影响图图3-5横向进给对工作角度的影响横向进给对工作角度的影响g goe=g go+a aoe=a ao2021/9/2349三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度2.2.刀具安装位置对工作角度的影响刀具安装位置对工作角度的影响 1)1)刀具安装高低对工作角度的影响刀具安装高低对工作角度的影响 gpe=g p+q pape=a pq p2021/9/2350三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度2.2.刀具安装位置对工作角度的影响刀具安装位置对工作角度的影响 2)2)刀杆轴线与进给方向不垂直的影响刀杆轴线与进给方向不垂直的影响 kre=kre Grkre=kre-（Gr）2021/9/2351