金属切削基本知识 第一章3、4节

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三、刀具在正交平面参考系的标注角度
3 在正交平面内标注的刀具角度
1）前角
0 在正交平面内，前刀面与基面之间的夹角。
前角表示前刀面的倾斜情况，有正、负和零值之分。
当前刀面与切削平面之间的夹角小于90°时，前角为正值； 当前刀面与切削平面之间的夹角大于90°时，前角为负值。
切削平面 基面
B-B
• 参考系可分为两类： 刀具静止参考系，又称标注参考系 刀具工作参考系，又称动态参考系
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刀具静止参考系（刀具标注参考系）
是指在刀具设计、制造、刃磨和测量时，用于定 义刀具几何参数的参考系称为刀具静止参考系。 建立刀具静止参考系时，特作三个假设： 1、不考虑进给运动的影响，即vf =0。 2、车刀刀尖安装得与工件轴线等高。 3、刀杆的轴线垂直于进给方向。 静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是 正交平面参考系,其它参考系有法平面参考系 和背平面、假定工作平面参考系等。
B
＜90° ＞90° A-A 前刀面
B
正交平面
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车刀角度正、负值的规定方法
前角正、负值的规定: ①前刀面在基面之上 (刀尖位于前刀面最低 点）时，前角为负值； ②前刀面与基面重合时， 前角为0值； ③前刀面在基面之下 (刀尖位于前刀面最高 点）时，前角为正值；
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三、刀具在正交平面参考系的标注角度
常用
兼用
特殊刀具
综上所述，对切削刃上同一选定点来说可以有三种标注角度参考系。
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三、刀具在正交平面参考系的标注角度
刀具在静止参考系中确定的角度称为刀具的标注角度。 1 在基面内标注的刀具角度
1）主偏角 kr 在基面内，主切削平面与假定工作平面之 间的夹角。(正值0°～90°) 2）副偏角 k r 在基面内，副切削平面与假 定工作平面反方向之间的夹 角。(正值） 3）刀尖角
副后刀面 副切削平面
B-B
B
A-A
副正交平面
B
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在正交平面参考 系中的标注角度
（1）主偏角κr （2）副偏角κ rˊ
r
（3）前角γo （4）后角αo （5）刃倾角λ s
派生角度：
pr 楔角βo、刀尖角εr
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在法平面参考 系中的标注角 度
（1）主偏角κr
（2）副偏角κ
切削平面
r’
（3）刀尖角ε r （4）刃倾角λs
vc
90°
ps
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(3)正交平面po
（也称主截面)
通过切削刃 上选定点，并垂 直于基面和切削 平面的平面。
vc
po
17
2
法平面参考系
① 组成
法 平面参考系是由法平 面Pn、基面Pr与切削 平面Ps构成的。 法 平面Pn是通过切削刃 上选定点并垂直于切 削刃的平面。
18 18
② 法平面
19
3
假定工作平面参考系
pp pp
ve
h
γpe=γp＋θp αpe=αp－ θp sin p 2h / d w
在正交平面内:
γoe=γo＋θ0 αoe=αo－θ0 tanθo＝ tanθp cosκr
若刀尖低于工件中心， 角度变化与上述相反
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2、刀杆中心线与进给方向不垂直对工作角度的影响 若车刀安装时，刀杆中心线与进给方向不垂直，则工作切削 平面与工作切削副切削平面发生了变化。
法平面
（5）法前角γn （6）法后角α
n
n
由基面、切削平面和法平面组成
（7）法楔角β
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基 面 背 平 面
在假定工作平面参 考系中的标注角度
（1）主偏角κr （2）副偏角κ
r’
假定工作面
（3）刀尖角ε r （4）侧前角γf
基 面
（5）侧后角αf
（6）侧楔角β （7）背前角γp 由基面、假定工作平面和背平面组成 （8）背后角αp （9）背楔角β
上述公式中可看出hD、bD均与 主偏角有关，但切削面积AD只与hD、 bD或f、ap有关。
车削外圆的切削层参数
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二、切削方式
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自由切削与非自由切削
1）自由切削 只有一条直线切削刃参加切削称为自由切削，如图a)所示。
其主耍特征是刀刃上各点切屑流出方向大致相同,被切金属的 变形基本上发生在二维平面内。 由于主切削刃长度大于工件宽度,没有其它刀刃参加切削,主切削 刃上各点切屑流出方向基本上都是沿着刀刃的法线方向。
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机械制造技术基础
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一、切削层参数
切削层是指由刀具切削 部分的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单程或 指只产生一圈过渡表面的动作）所切除的工件材料层。 车削的切削层即指工件转过一转，车刀主切削刃移动 一个进给量的距离，车刀所切 下的材料层。
（二） 切削层参数 （一） 切削层
切削层参数是指切削层的截面 尺寸。包括切削层公称截面面 积 AD 、切削层公称宽度 和 bD hD 切削层公称厚度 。 切削层参数通常在基面内度量。
3 在正交平面内标注的刀具角度
2）后角
0 在正交平面内，后刀面与切削平面之间的夹角。
后角表示后刀面的倾斜情况，一般为正值。
பைடு நூலகம்
当后刀面与基面之间的夹角小于90°时，后角为正值； 当后刀面与基面之间的夹角大于90°时，后角为负值。
切削平面 基面
B-B
B
＜90° A-A 后刀面
B
正交平面
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车刀角度正、负值的规定方法
f
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f
过渡表面 前刀面 副切削刃 主切削刃 已加工表面 主后刀面 副后刀面
前角γ0
后角α0 副后角α0 ′
′ 副偏角 Kr
刃倾角s 、主偏角Kr为多少？
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四、刀具的工作角度
刀具在实际切削时，若考虑实际进给运动和安装情况 的影响，刀具的实际切削角度将发生变化，其原因是基面、切 削平面和正交平面位置发生变化，则其工作角度不同于标注角 度。 1、刀具工作参考系 与静态参考系建立的定义和程序相似，不同点在于 ve pre 它以合成切削速度 或刀具安装条件来确定工作参考系的基 面 。 2、刀具的工作角度 oe、oe、kre、kre、se、oe 以切削过程中工作切削平面、基面和正交平面为参 考平面确定的刀具角度称为刀具的工作角度，即实际角度。
① 组成：是由假定工作平面、背平面
与基面组成。
② 假定工作平面 假定工作平面 p f 是 通过切削刃上选定点， 且垂直该点基面并平行 于假定进给方向的平面。
③ 组成
p p 背平
面 是通过切削刃上 选定点，且垂直于基面 和假定工作平面的平面。
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在很多刀具（如成形车刀、插齿刀等）设计中，常需 要在假定工作平面—背平面参考系中表明前、后刀面位置的角 度。
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刀具切削部分的组成
(见图1)
图1 车刀的组成
刀具切削部分 是由“三面两 刃一尖”组成。
即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、 副切削刃和刀尖。
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刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
（1)前刀面Aγ :切削时 切屑流过的表面。
图2 外圆车削时的工件表面
（2)主后刀面Aα 面。
：切削时与工件过渡表面相对的刀具表
r
n
vf
主、副切削刃在基面上的投 影之间的夹角。它是派生角 r 180 (kr kr )
r
刀具切削部分的正投影
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三、刀具在正交平面参考系的标注角度
2 在切削平面内标注的刀具角度
刃倾角
s
切削平面
在主切削平 面内，主切 削刃与基面 之间的夹角。
主切削刃
刃倾角
基面
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•它在切削平面内标注或测量，有正、负和零值之分。 •当主切削刃与基面平行时，λs=0°。 •当刀尖点是主切削刃的最高点时，λs ＞0°。 •当刀尖点是主切削刃的最低点时λs <0°。
pfe
pf
pfe
pf
pf
kr
kr
vf
G
刀杆左斜
kre kr G kre kr G
刀杆右斜
kre kr G kre kr G
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（二） 进给运动对刀具工作角度的影响
（1）横向进给运动的影响
由于与该曲线相切的切削刃选定点的切削速度不再与横向进给方向 垂直，所以工作基面 pre 和工作切削平面 pse 分别从原来的静止参考系的 pr和 ps 位置转过了一个角度 。 γ =γ ＋μ
γfe=γf＋μf αfe=αf－μf tanμf＝f /πdw γoe=γo＋μ αoe=αo－μ tanμ＝ tanμf sinκr ＝f sinκr/(πdw)
f ↑或dw↓时，μf、μ均↑ 车削右螺纹时左侧刃应↑αo
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三、刀具在正交平面参考系的标注角度
在加工凸轮轴类零件时，由于工件加工表面为非 pre 圆柱表面，所以工件的旋转过程中，工作基面 和工作pse 切削平面 的方位随凸轮曲线的形状而变，因而刀具的工作前、后角 也发生相应变化。
后角正、负值的规定:
车刀后角一般为正值。
①后刀面在切削平面之 内(刀尖位于后刀面最前 点）时，后角为正值； ②后刀面与切削平面重 合时，前角为0值； ③后刀面在切削平面之 外(刀尖位于后刀面最后 点）时，前角为负值；
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三、刀具在正交平面参考系的标注角度
在正交平面内标注的刀具角度
3
3）楔角
0 在正交平面内，前刀面与后刀面之间的夹
机械制造技术基础
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刀 具 的 种 类 与 形 状
2
第三节 刀具几何参数
不论刀具结构如何复杂，就其一个刀齿而言， 都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节 以外圆车刀为例来介绍其几何参数。