刀具静参考系和刀具角度1-2_.ppt

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第一节切削运动和切削要素一、零件的种类及组成完成切削加工必须具备的两个条件：

完成切削加工必须具备的两个条件：

完成切削加工必须具备的两个条件：

完成切削加工必须具备的两个条件：

切削刀具与工件之间必须有一定的相对运切削刀具与工件之间必须有一定的相对运切削刀具与工件之间必须有一定的相对运切削刀具与工件之间必须有一定的相对运动；动；动；动；切削刃有一定的形状；切削刃有一定的形状；切削刃有一定的形状；切削刃有一定的形状；二、切削运动分析切削运动直线运动直线运动直线运动直线运动旋转运动旋转运动旋转运动旋转运动二、切削运动分析1.1.主运动：

直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工件新表面的运动。

通常用切削速度vc（m/s）表示。

特点：

速度高、功耗大、只能有一个。

特点：

速度高、功耗大、只能有一个。

特点：

速度高、功耗大、只能有一个。

特点：

速度高、功耗大、只能有一个。

2.2.进给运动：

不断地把切削层投入切削的运动。

通常用进给运动：

不断地把切削层投入切削的运动。

通常用进给运动：

不断地把切削层投入切削的运动。

通常用进给运动：

不断地把切削层投入切削的运动。

通常用vvff、ff或或或或ffzz表示。

表示。

表示。

表示。

特点：

速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。

特点：

速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。

特点：

速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。

特点：

速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。

3.3.合成切削运动：

主运动和进给运动合成的运动。

用合成切削运动：

主运动和进给运动合成的运动。

用合成切削运动：

主运动和进给运动合成的运动。

用合成切削运动：

主运动和进给运动合成的运动。

用vvee表示。

表示。

表示。

表示。

三、切削用量三要素三、切削用量三要素1.1.切削速度：

（vc）2.2.进给量：

进给量：

进给量：

进给量：

（ff）3.3.背吃刀量：

背吃刀量：

背吃刀量：

背吃刀量：

（aapp）“工工件件上上已已加加工工表表面面和和待待加加工表面之间的垂直距离工表面之间的垂直距离”。

对于外圆车削：

对于外圆车削：

“切切削削刃刃选选定定点点相相对对与与工工件件主主运运动动的的瞬瞬时时速度速度”。

通常以最大线速度为准。

通常以最大线速度为准。

主运动是旋转运动时：

主运动是旋转运动时：

主运动是直线运动时：

主运动是直线运动时：

“工工件件或或刀刀具具每每转转一一转转时时，两两者者沿沿进给方向的相对位移进给方向的相对位移”。

f（mm/r）,vf（mm/s）,fz（mm/z）第二节刀具静止角度参考系和刀具静止角度的标注金属切削刀具的种类虽然很多，但它们切削部分的几何形状与参数却有着共性的内容。

不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是近似地以外圆车刀切削部分为基本形态。

一、传统刀具与现代刀具硬质合金焊接车刀硬质合金焊接车刀所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。

11、传统刀具、传统刀具22、现代刀具、现代刀具机夹式刀具机夹式刀具机夹刀具是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的刀具。

22、现代刀具、现代刀具可转位车刀可转位车刀可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。

一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。

更换新刀片后，车刀又可继续工作。

二、传统刀具与现代刀具的比较二、传统刀具与现代刀具的比较现代刀具的优点现代刀具的优点:

刀具刚性好，寿命长生产效率高,定位精度高。

有利于推广涂层、陶瓷等新技术现代刀具的优点现代刀具的优点与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述优点:

（1）刀具刚性好，寿命高。

由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，经得起冲击和振动，从而提高了刀具寿命。

现代刀具的优点现代刀具的优点

（2）生产效率高,定位精度高。

刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内，可大大减少停机换刀等辅助时间。

刀杆重复使用刀片有多刃可用现代刀具的优点现代刀具的优点（3）可转位刀有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。

二、传统刀具与现代刀具的比较二、传统刀具与现代刀具的比较现代刀具的缺点现代刀具的缺点:

缺点：

无法制造小尺寸刀具精度有限制造工艺复杂通常不能提供连续的、高精度的长切削刃现代刀具的缺点现代刀具的缺点:

l应用大量用于常规尺寸的刀具精度不高的定尺寸刀具现代刀具的现代刀具的应用应用焊接式硬质合金刀具焊接式硬质合金刀具l优点：

精度高制造工艺比较简单l缺点通常有残余焊接应力存在，限制了其切削速度的提高（一般在60m/min左右）不能应用镀层技术l应用通常用于需要长切削刃的精加工刀具用于传统机床和低速加工二、车刀的组成外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成。

刀具切削部分的结构要素如图1-5所示，其定义如下：

前刀面切屑流过的表面，以A表示。

主后刀面与工件上过渡表面相对的表面，以A表示。

副后刀面与工件上已加工表面相对的表面，以A表示。

主切削刃前刀面与主后刀面的交线，记为S。

它承担主要的切削工作。

副切削刃前刀面与副后刀面的交线，记为S。

它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。

刀尖主切削刃和副切削刃的汇交处相当少的一部分切削刃。

演示三、刀具静止角度参考系及其坐标平面

（一）刀具静止角度参考系静止角度参考系的主要作用：

定义、设计、制造、刃磨和测量刀具之用。

在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。

两个假设条件：

1、不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削刃与工件之间的相对运动的合成速度向量。

2、刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系平面，同时设定刀杆中心线与进给运动方向垂直。

三、刀具静止角度参考系及其坐标平面2.正交平面参考系由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。

（1）基面pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。

通常平行于车刀的安装面

（2）

（2）切削平面切削平面ppss通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。

（3）（3）正交平面正交平面ppoo通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。

正交平面参考系：

1.基面基面Pr：

2.“通通过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点垂垂直直于于主主运运动动方方向向的平面的平面”正交平面参考系：

2.切削平面切削平面Ps：

3.“通通过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，与与切切削削刃刃相相切切并并垂直于基面的平面垂直于基面的平面”。

正交平面参考系：

3.正交平面（主剖面）正交平面（主剖面）Po：

4.“通通过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，并并同同时时垂垂直直于于基基面面和和切切削削平平面的平面面的平面”。

法平面参考系：

法平面法平面Pn:

“通通过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，并并垂垂直于切削刃的平面直于切削刃的平面”。

假定工作平面、背平面参考系：

假假定定工工作作平平面面（进进给给剖剖面面）Pf：

“通通过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，平平行行于于进进给给方方向向并并垂垂直直于于基基面的平面面的平面”假定工作平面、背平面参考系：

背平面（切深剖面）背平面（切深剖面）Pp:

“通通过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，同同时时垂垂直直于于基基面面和和假假定定工工作作平面的平面平面的平面”。

三、刀具的标注角度在基面内测量的角度：

主偏角：

主偏角：

“主主切切削削刃刃在在基基面面上上的的投投影影与与进进给给方方向的夹角向的夹角”。

副偏角：

副偏角：

“副副切切削削刃刃在在基基面面上上的的投投影影与与进进给给方方向的夹角向的夹角”。

刀尖角：

刀尖角：

“主主切切削削刃刃与与副副切切削削刃刃之之间间的的夹夹角角”。

r=180-（r+r）三、刀具的标注角度在正交平面内测量的角度在正交平面内测量的角度后角：

后角：

oo“后后刀刀面面与与切切削削平面的夹角平面的夹角”前角：

前角：

oo“前前刀刀面面与与基基面面之之间间的夹角的夹角”。

三、刀具的标注角度在切削平面内：

刃倾角：

刃倾角：

SS“主主切切削削刃刃与与基基面之间的夹角面之间的夹角”四、刀具的工作角度四、刀具的工作角度第三节切削层参数一、切削层：

“刀具沿进给方向移动一个进给量f，由一个刀齿正在切削着的金属层”。

切削层的大小和形状直接影响：

刀具切削部分承受的载荷大小；决定了切削的尺寸和形状；二、切削层的参数切削厚度：

切削厚度：

hD“垂直于过渡表面度量垂直于过渡表面度量的切削层尺寸的切削层尺寸”hD=fsinr（mm）切削宽度：

切削宽度：

bD“沿着过渡表面度量的沿着过渡表面度量的切削层尺寸切削层尺寸”bD=ap/sinr（mm）切削面积：

切削面积：

ADAD=hDbD（mm2）对于外圆车削：

对于外圆车削：

AD=fap（mm2）三、残留面积：

第四节刀具材料一、刀具材料应具备的基本性能：

1.1.高的硬度；必须高于工件硬度，通常应60HRC以上。

2.2.足够的强度和韧性；3.3.较高的耐磨性；4.4.较高的耐热性；5.5.良好的工艺性；二、常用刀具材料1.碳素工具钢基本性能：

基本性能：

基本性能：

基本性能：

硬度：

硬度：

硬度：

硬度：

58645864HRCHRC耐热性：

耐热性：

耐热性：

耐热性：

250300250300切削速度：

切削速度：

切削速度：

切削速度：

510510m/minm/min适用于制造速度低刀具。

适用于制造速度低刀具。

适用于制造速度低刀具。

适用于制造速度低刀具。

常用牌号：

常用牌号：

常用牌号：

常用牌号：

T8AT8AT10AT10AT12AT12A二、常用刀具材料2.合金工具钢基本性能：

基本性能：

基本性能：

基本性能：

硬度：

硬度：

硬度：

硬度：

58645864HRCHRC耐热性：

耐热性：

耐热性：

耐热性：

325400325400切削速度：

切削速度：

切削速度：

切削速度：

10151015m/minm/min适用于制造低速刀具。

适用于制造低速刀具。

适用于制造低速刀具。

适用于制造低速刀具。

常用牌号：

常用牌号：

常用牌号：

常用牌号：

99SiCrSiCrCrWMnCrWMn二、常用刀具材料3.高速钢（钨系与钨钼钼系高速钢）基本性能：

基本性能：

基本性能：

基本性能：

硬度：

硬度：

硬度：

硬度：

63676367HRCHRC耐热性：

耐热性：

耐热性：

耐热性：

550650550650切削速度：

切削速度：

切削速度：

切削速度：

V30m/minV30m/min工艺性好，适用于制造复杂刀具。

工艺性好，适用于制造复杂刀具。

工艺性好，适用于制造复杂刀具。

工艺性好，适用于制造复杂刀具。

常用牌号：

常用牌号：

常用牌号：

常用牌号：

W18CW18Crr4V4VW6MW6MOO5C5Crr4V24V2W6MW6MOO5C5Crr4V2Al4V2Al二、常用刀具材料2.硬质合金：

基本性能：

基本性能：

基本性能：

基本性能：

硬度：

硬度：

硬度：

硬度：

74827482HRCHRC耐热性：

耐热性：

耐热性：

耐热性：

80010008001000切削速度：

切削速度：

切削速度：

切削速度：

V=100300m/minV=100300m/min工艺性差，不适用于制造整体结构的复杂刀具。

工艺性差，不适用于制造整体结构的复杂刀具。

工艺性差，不适用于制造整体结构的复杂刀具。

工艺性差，不适用于制造整体结构的复杂刀具。

2.12.1影响硬质合金性能的因素分析：

影响硬质合金性能的因素分析：

影响硬质合金性能的因素分析：

影响硬质合金性能的因素分析：

（11）碳化物种类）碳化物种类）碳化物种类）碳化物种类（22）碳化物数量、粒径以及粘结剂的数量）碳化物数量、粒径以及粘结剂的数量）碳化物数量、粒径以及粘结剂的数量）碳化物数量、粒径以及粘结剂的数量（33）碳化物晶粒分布的影响）碳化物晶粒分布的影响）碳化物晶粒分布的影响）碳化物晶粒分布的影响二、常用刀具材料2.2硬质合金的种类和牌号种类：

种类：

种类：

种类：

钨钴类（钨钴类（钨钴类（钨钴类