工信版(中职)金属切削原理与刀具第一章教学课件.ppt
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1、YCF(中职)金属切削原理与刀具第一章教学课件第一章第一章 金属切削加工的基本定义金属切削加工的基本定义第一节第一节 切削运动和工件表面切削运动和工件表面第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度第三节第三节 切削要素切削要素第一节第一节 切削运动和工件表面切削运动和工件表面一、切削运动一、切削运动切削运动是为了形成工件表面所必需的刀具与工件之间的相切削运动是为了形成工件表面所必需的刀具与工件之间的相对运动。在金属切削加工中,刀具和工件间必须完成一定的对运动。在金属切削加工中,刀具和工件间必须完成一定的切削运动,才能从工件上切去一部分多余的金属层。切削运动,才能从工件上切去一部
2、分多余的金属层。1.主运动主运动切削时最主要的运动称为主运动。由机床或人力提供的主要切削时最主要的运动称为主运动。由机床或人力提供的主要运动,它促使刀具和工件之间产生相对运动,从而使刀具前运动,它促使刀具和工件之间产生相对运动,从而使刀具前刀面接近工件,从工件上直接切除金属,它具有切削速度最刀面接近工件,从工件上直接切除金属,它具有切削速度最高、消耗功率最大的特点。高、消耗功率最大的特点。2.进给运动进给运动由机床或人力提供的运动,它使刀具和工件之间产生附加的由机床或人力提供的运动,它使刀具和工件之间产生附加的下-页 返回第一节第一节 切削运动和工件表面切削运动和工件表面 相对运动,使主运动能
3、够继续切除工件上多余金属,以便形相对运动,使主运动能够继续切除工件上多余金属,以便形成所需几何特性的已加工表面。成所需几何特性的已加工表面。3.合成切削运动合成切削运动主运动和进给运动的合成运动称为合成切削运动。主运动和进给运动的合成运动称为合成切削运动。在工作平面内,同一瞬时主运动方向与合成切削运动方向之在工作平面内,同一瞬时主运动方向与合成切削运动方向之间的夹角称为合成切削速度角间的夹角称为合成切削速度角 二、工件上的表面二、工件上的表面切削过程中,工件上始终存在着三个不断变化的表面,如切削过程中,工件上始终存在着三个不断变化的表面,如图图1-1所示。所示。上-页 下-页 返回第一节第一节
4、 切削运动和工件表面切削运动和工件表面待加工表面待加工表面:工件上有待切除的表面工件上有待切除的表面;已加工表面已加工表面:工件上由刀具切削后产生的新表面工件上由刀具切削后产生的新表面;过渡表面过渡表面:在待加工表面和已加工表面之间由切削刃在工件上在待加工表面和已加工表面之间由切削刃在工件上正在形成的那个表面。正在形成的那个表面。上-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度一、车刀切削部分的组成一、车刀切削部分的组成图图1-3所示为直头外圆车刀,它由刀头所示为直头外圆车刀,它由刀头(切削部分切削部分)和刀杆和刀杆(夹夹持部分持部分)所组成。所组成。(1)前面前面 刀具
5、上切屑流过的表面。刀具上切屑流过的表面。(2)主后面主后面 刀具上与过渡表面相对的表面,或者说,刀具上刀具上与过渡表面相对的表面,或者说,刀具上同前面相交形成主切削刃的表面。同前面相交形成主切削刃的表面。(3)副后面副后面 刀具上与已加工表面相对的表面,或者说,刀具刀具上与已加工表面相对的表面,或者说,刀具上同前面相交形成副切削刃的表面。上同前面相交形成副切削刃的表面。(4)主切削刃主切削刃 前面与主后面的交线。它担负着主要的切削工前面与主后面的交线。它担负着主要的切削工作,也叫做主刀刃。作,也叫做主刀刃。下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度(5)副切削刃副切
6、削刃 前面与副后面的交线。它酉由主切削刃完成前面与副后面的交线。它酉由主切削刃完成切削工作并形成已加工表面。切削工作并形成已加工表面。(6)刀尖主切削刃刀尖主切削刃 与副切削刃连接处相当短的那一部分切削与副切削刃连接处相当短的那一部分切削刃。刃。二、刀具静止角度参考系二、刀具静止角度参考系刀具切削部分的各表面与切削刃,其空间位置对刀具的切削刀具切削部分的各表面与切削刃,其空间位置对刀具的切削性能、加工质量与切削效率有很大影响。刀具几何角度就是性能、加工质量与切削效率有很大影响。刀具几何角度就是用来表达前、后面和切削刃的空间位置的。用来表达前、后面和切削刃的空间位置的。刀具静止角度参考系是设计、
7、制造和刃磨刀具时采用的参考刀具静止角度参考系是设计、制造和刃磨刀具时采用的参考系。目前,常用的参考系有四种,即主剖面参考系、法剖面系。目前,常用的参考系有四种,即主剖面参考系、法剖面参考系和进给、切深剖面参考系。参考系和进给、切深剖面参考系。上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度 1.主剖面参考系主剖面参考系主剖面参考系由两个坐标平面和一个测量平面构成,即基面、主剖面参考系由两个坐标平面和一个测量平面构成,即基面、切削平面和主剖面。切削平面和主剖面。基面基面 如如图图1-5(a)所示,基面是过主切削刃上选定点并垂所示,基面是过主切削刃上选定点并垂直于该点
8、切削速度方向的平面,由此可知,在静止时,基面直于该点切削速度方向的平面,由此可知,在静止时,基面与刀杆底面平行;切削刃上各点基面相互平行;当切削刃与与刀杆底面平行;切削刃上各点基面相互平行;当切削刃与刀杆底面平行时,切削刃上各点基面重合为一个。刀杆底面平行时,切削刃上各点基面重合为一个。切削平面切削平面 如图如图1-5(a)所示,切削平面是过主切削刃上选所示,切削平面是过主切削刃上选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面,由此可知,切削定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面,由此可知,切削刃上选定点的切削速度一定在该点的切削平面内。刃上选定点的切削速度一定在该点的切削平面内。上-页 下-页 返回第
9、二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度主剖面主剖面(又称正交平面或主截面又称正交平面或主截面)如图如图1-5(a)所示,主剖所示,主剖面是指过主切削刃上选定点并同时垂直于基面与切削平面的面是指过主切削刃上选定点并同时垂直于基面与切削平面的平面,也可以认为,主剖面是垂直于主切削刃在基面上投影平面,也可以认为,主剖面是垂直于主切削刃在基面上投影的平面,主剖面是一个测量平面。的平面,主剖面是一个测量平面。2.法剖面参考系法剖面参考系法剖面参考系由基面、切削平面和法剖面组成,与主剖面参法剖面参考系由基面、切削平面和法剖面组成,与主剖面参考系相比仅是测量平面不同,而坐标平面相同。考系相
10、比仅是测量平面不同,而坐标平面相同。3.进给、切深剖面参考系进给、切深剖面参考系进给剖面进给剖面 如图如图1-5(b)所示,进给剖面是指过主切削刃上所示,进给剖面是指过主切削刃上选定点,垂直于基面并平行于假定进给运动方向的平面。选定点,垂直于基面并平行于假定进给运动方向的平面。上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度切深剖面切深剖面(背平面背平面)如图如图1-5(b)所示,切深剖面是指过主所示,切深剖面是指过主切削刃上选定点,并垂直于基面和进给剖面的平面。切削刃上选定点,并垂直于基面和进给剖面的平面。三、刀具静止三、刀具静止(标注标注)角度角度(一一)主剖
11、面参考系刀具静止角度主剖面参考系刀具静止角度(图图1-6)1.在基面尸,内度量的角度在基面尸,内度量的角度 将刀具投影在基面尸,内。将刀具投影在基面尸,内。主偏角主偏角 主切削刃与进给运动方向间的夹角主切削刃与进给运动方向间的夹角;副偏角副偏角 副切削刃与进给运动反向间的夹角副切削刃与进给运动反向间的夹角;刀尖角刀尖角 是一个函数角,其大小由主、副偏角的大小来确定,是一个函数角,其大小由主、副偏角的大小来确定,即即上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度2.在切削平面内度量的角度在切削平面内度量的角度刃倾角刃倾角 主切削刃与基面间的夹角。主切削刃与基面间的
12、夹角。3.在主剖面内度量的角度在主剖面内度量的角度由于主切削刃与副切削刃共处于同一前面内,所以当主切削由于主切削刃与副切削刃共处于同一前面内,所以当主切削刃的前角和刃倾角确定后,而副切削刃也就被确定了。因此,刃的前角和刃倾角确定后,而副切削刃也就被确定了。因此,副切削刃通常只确定副偏角和副后角。副切削刃通常只确定副偏角和副后角。4.在副剖面内度量的角度在副剖面内度量的角度副后角副后角 副后面与切削平面间的夹角。副后面与切削平面间的夹角。综上所述,在主剖面参考系中,外圆车刀有六个独立几何角综上所述,在主剖面参考系中,外圆车刀有六个独立几何角度。用这六个独立几何角度,就能够准确地表达车刀切削部度。
13、用这六个独立几何角度,就能够准确地表达车刀切削部分各表面及切削刃的空间位置。分各表面及切削刃的空间位置。上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度(二二)法剖面参考系刀具静止角度法剖面参考系刀具静止角度(1)在基面在基面Pr内度量的角度内度量的角度 rr以及在切削平面内度量的角以及在切削平面内度量的角度与主剖面参考系完全相同。度与主剖面参考系完全相同。(2)在法剖面内度量的角度在法剖面内度量的角度 过主切削刃上选定点,作出法剖过主切削刃上选定点,作出法剖面面(图图1-7)。(三三)进给、切深剖面参考系刀具静止角度进给、切深剖面参考系刀具静止角度(1)在基面中
14、的主偏角、副偏角心以及在切削平面中的刃倾角在基面中的主偏角、副偏角心以及在切削平面中的刃倾角与主剖面参考系完全相同。与主剖面参考系完全相同。(2)在进给剖面内度量的角度在进给剖面内度量的角度(图图1-8)(3)在切深剖面内度量的角度在切深剖面内度量的角度(图图1-8)上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度切深切深(背背)前角前角 前面与基面间的夹角,其正、负规定与相同前面与基面间的夹角,其正、负规定与相同;切深切深(背背)后角后角 主后面与切削平面间的夹角。主后面与切削平面间的夹角。以上介绍了四个剖面参考系中的刀具静止角度。以上介绍了四个剖面参考系中的刀
15、具静止角度。(四四)常用车刀静止角度举例常用车刀静止角度举例车刀的种类很多,下面画出四把常用车刀的静止角度。车刀的种类很多,下面画出四把常用车刀的静止角度。(1)90外圆车刀外圆车刀(图图1-9)。(2)45弯头车刀弯头车刀(图图1-10)。(3)通孔镬刀通孔镬刀(图图1-11)。(4)切断刀切断刀(图图1-12)。上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度(五五)车刀几何形状的图示法车刀几何形状的图示法车刀几何形状的图示法,就是用作图的方法将车刀切削部分车刀几何形状的图示法,就是用作图的方法将车刀切削部分的几何形状表达出来。的几何形状表达出来。1.切削部分
16、的投影作图法切削部分的投影作图法(图图1-13)下面讨论主剖面参考系刀具几何形状的投影作图法。下面讨论主剖面参考系刀具几何形状的投影作图法。(1)基面基面P,投影图,投影图作假定进给运动方向作假定进给运动方向作刀杆宽度作刀杆宽度确定刀尖位置确定刀尖位置根据定义作根据定义作rr在主切削刃上任选一点在主切削刃上任选一点D上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度(2)作切削平面投影图作切削平面投影图(S向视图向视图)作平行于主切削刃在基面上投影的平行线,作为刀杆底面。作平行于主切削刃在基面上投影的平行线,作为刀杆底面。按刀杆高度按刀杆高度H,作刀杆顶面线。,作刀
17、杆顶面线。根据定义作出根据定义作出s。将基面投影图中的将基面投影图中的A,B两点投影在切削平面投影图上,得两点投影在切削平面投影图上,得主切削刃上的真实长度主切削刃上的真实长度AB。(3)主剖面主剖面过过D点作主剖面。点作主剖面。沿切削平面在基面沿切削平面在基面Pr上的投影,作切削平面上的投影,作切削平面Ps,确定,确定D点,点,过过D点作基面点作基面Pr、前角和后角。、前角和后角。上-页 下-页 返回第二节第二节 刀具切削部分的几何角度刀具切削部分的几何角度在在Po内,根据内,根据D点的高度,作出刀杆底面,与主后面交于点的高度,作出刀杆底面,与主后面交于F;同理,若主切削刃上再选定同理,若主
18、切削刃上再选定B点,可得点,可得W点。点。(4)再作基面投影图再作基面投影图将将F,W分别投影到基面分别投影到基面Pr投影图,得直线投影图,得直线FW(图中为虚图中为虚线线),此直线即为主后面与刀杆底面的交线。,此直线即为主后面与刀杆底面的交线。作副后面与刀杆底面的交线,其方法与上述相同。作副后面与刀杆底面的交线,其方法与上述相同。过过C点作主切削刃的平行线点作主切削刃的平行线(此直线在前面内此直线在前面内),与主剖面和,与主剖面和前面的交线前面的交线DK交于交于J。(5)再作切削平面投影图再作切削平面投影图自基面投影图,将自基面投影图,将J点投影到切削平面投影图上,并过点投影到切削平面投影图
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