金属切削原理与刀具ppt课件

• 进给运动：保证金属的切削能连续进行的 运动。进给运动的特点是运动速度低，消 耗功率小。进给运动可以有几个，可以是 连续运动，也可以是间歇运动。
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切削速度的计算
• ①主运动为旋转运动，计算公式为：
– dw－工件待加工表面或刀具的最大直径
– n－工件或刀具每分钟转数
v
d w n
1000 60
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外圆刀具标注角度
后角
楔角 前角
主偏角
刀尖角
副偏角 刃倾角
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刀具的结构
• 刀具的标注角度 • (1)前角：在正交平面内测量的前刀面与基
面之间的夹角，前角表示前刀面的倾斜程 度； • (2)后角：在正交平面内测量的主后刀面与 切削平面之间的夹角，后角表示主后刀面 的倾斜程度； • (3)楔角：前刀面与后刀面之间的夹角。
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刀具的结构
• 在基面内 • (1)主偏角：在基面内测量的主切削刃在基
面上的投影与进给运动方向的夹角，主偏 角一般为正值； • (2)副偏角： 在基面内测量的副切削刃在基 面上的投影与进给运动反方向的夹角，副 偏角一般为正值。 • (3)刀尖角：在基面内测量的主切削刃与副 切削刃之间的夹角。
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面 的位置始终在待加工表面与已加工表面 之间不断变 化。
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切削用量
• 切削用量
– 切削速度、进给量、背吃刀量 – (1)切削速度VC
(m/s或m/min)
– (2) 进给量f
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
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主运动和进给运动的合成
• 和成切削运动 ： 是由主运动和进给运动合成 的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时 合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称 合成切削速度
三、刀具的实际切削角度
• 1.产生原因:在实际的切削加工中，切削平 面、基面和正交平面位置会发生变化。
• 2.定义:以切削过程中实际的切削平面、基 面和正交平面为参考平面所确定的刀具角 度称为刀具的工作角度，又称实际角度。
• 3.影响：刀具安装位置对工作角度的影响、 进给运动对工作角度的影响。
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第一章 基本定义
1.1 切削运动 1.2 刀具切削部分组成要素 1.3 刀具角度 1.4 切削层要素 1.5 刀具角度的换算
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1.1 切削运动
• 切削运动：金属切削加工是利用刀具切去 工件毛坯上多余的金属 层(加工余量)，以 获得具有一定的尺寸、形状、位置精度和 表面质量的机械加工方法。
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工件上的表面
• ②主运动为往复直线运动，计算公式为：
– L－往复直线运动的行程长度 – nr－主运动每分钟的往复次数
v 2Lnr 1000 60
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工件上的表面
• 在切削加工过程中，工件上有三个不断变 化着 的表面。
⑴ 待加工表面 工件上有待切除的表面。 ⑵ 已加工表面 工件上经刀具切削后产生
的新 表面。 ⑶ 过渡表面 切削刃正在切削的表面。该表
• 刀具工作参考系（动态参考系）：是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的基准。考虑了进给运 动及安装情况的影响。
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一、刀具切削角度的坐标平面
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二、刀具标注角度的坐标
• 为了便于刀具设计者在设计刀具时的标 注，有一些理想状态的假定：
• 1）装刀时，刀尖恰在工件的中心线上； • 2）刀杆中心线垂直工件轴线； • 3）没有进给运动； • 4）工件已加工表面的形状是圆柱表面。
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1.3 刀具角度
• 刀具的切削角度，是刀具和工件在切削运动的状 态下确定的角度。所以刀具的切削角度的坐标应 该用合成切削速度向量Ve来说明。
• 由于实际生产中大多数加工表面都是空间曲面， 不便于直接用来做为坐标平面，因此需通过切削 刃上某一选定点，做工件加工表面的切削平面和 法平面。
• 刀具静止参考系（标注参考系）：不考虑进给运 动，并在特定的安装条件下的参考系。
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成型方式
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切削运动
• 在金属切削中，为了要从工件上切去一部 分金属，刀具和工件间必须完成一定的切 削运动。切削运动包括：主运动和进给运 动。
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刨削加工
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切削运动
• 主运动 ：使工件与刀具产生相对运动而进 行切削的最主要的运动。主运动特点是运 动速度最高，消耗功率最大。主运动一般 只有一个。
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切断刀安装高低对刀具工作角度的影响
• 图b，将刀尖安装高于工
作中心，则工作基面 P re 平面和工作切削平面 P se 与静止参考系中的 基面 P r 和切削平面 P s 发生倾斜，使工作前角γ oe 增大，工作后角α oe 减小； 图c是将刀尖安装 得低于工作中心，则工作 前角γ oe 减小，工作后 角α oe 增大。
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车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时的变化
• 当车刀刀杆的纵 向轴线与进给方 向不垂直时，将 会引起工作主偏 角kre和工作副偏 角k’re的变化
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进给运动对工作角度的影响
• 纵向进给运动对工作角度 的影响：
• 实际的切削平面和基面都 要偏转一个附加的螺旋升 角，使车刀的工作前角增 大，工作后角减小。一般 车削时，进给量比工件直 径小很多，故螺旋升角很 小，它对车刀工作角度影 响不大，可忽略不计。
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刀具组成
• 切削刃： 刀具上两个面相交形成切削刃 • 主切削刃S：前刀面与 主后刀面相交形成的切削刃，它
担任主切削工作。 • 副切削刃Sˊ：前刀面和副后刀面相交形成的切削刃。 • 刀尖： 刀尖是指主切削刃与副切削刃的交点。
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刀具结构
• 其它各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等， 都可看作是车刀的演变和组合。
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1.2 刀具切削部分组成要素
• 车刀由刀柄和刀头组成，切削 部分包括以下几个部分：
• 前 面 Ar(face) ： 前面是 刀具上切屑流过的表面。
• 主后面Aa (flank) ：刀上 同前面相交形成主切削刃 的后面，即与工件上过渡 表面相对的表面。
• 副后面Aa‘ ： 与已加工表 面相对的表面，刀具上同 前面相交形成副刃的后面。
• a)刀具安装位置对工作角度的影响 • ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时，
刀具的工作前角和工作后角的变化情况：
• ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂 直时，刀具的工作主偏角和工作副偏角的 变化情况：
• b)进给运动对工作角度的影响： • c)非圆柱表面的工件形状的影响：
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刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度 • 当刀尖高于工件轴线时： • 工作前角变大，工作后角减小。