2.第一章_刀具基本定义

基面Pr： ⊥ 基面 ： Pr⊥Vc 刀具安装面（车刀） ∥刀具安装面（车刀）
进给、切深剖面参考系（ 进给、切深剖面参考系（ Pr-Ps-Pf-Pp ）
三、刀具静止角度 （一）主剖面参考系刀具静止角度
共有六个独立的角度 1.主偏角 主偏角 3.前角 前角 5.刃倾角 刃倾角 2.副偏角 副偏角 4.后角 后角 6.副后角 副后角
四、刀具工作参考系中各平面
横向进给对刀具 工作角度的影响
γ oe = γ fe = γ o + µo α oe = α fe = α o − µo
纵向进给对刀具工作角度的影响
γ fe = γ f + µ f α fe = α f − µ f
γ oe = γ o + µo α oe = α o − µo
演示
二、刀具静止角度参考系
（一）主剖面参考系（Pr-Ps-Po) 主剖面参考系（ )
1.基面 ： Pr⊥Vc 、 ∥刀具安装面（车刀） 基面Pr： ⊥ 刀具安装面（车刀） 基面 2.切削平面Ps: 与 S相切 且 ⊥Pγ 切削平面 相切 3.主剖面 ： ⊥ Ps ⊥ Po 主剖面Po： 主剖面
刀具静止角度参考系及其坐标平面
进给后角进给切深剖面参考系刀具静止角度通过切削刃选定点垂直于假定工作背平面量的基面与前刀面之间的夹角侧后角假定工作平面中背平面测量的切削平面与后刀面之间的角通过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面假定工作平假定工作平面背平面静止参考系同正交平面静止参考系假定工作平面背平面中测量的基面之间的夹角侧后角假定工作平面中背平面测量的切削平面与后刀面之间的夹角同正交平面静止参考系通过切削刃选定点与切削刃相垂直的平面法剖面同正交平面静止参考系法剖面中测量的基面与前刀面之间的夹角法剖面中测量的切削平面与后刀面之间的夹角同正交平面静止参考系法剖面静静止参考系标注角度符号参考平面参考系四
3. 刀具的静止角度参考系
为了确定刀具切削部分各刀面和刀刃在空间的位置，以便于设计、制造、刃磨和测 量刀具，必须建立一个空间坐标平面参考系，也称为刀具静止角度参考系。由于刀具 的几何角度是在切削过程中起作用的，因此，刀具静止角度参考系中坐标平面的建立 应以切削运动为依据。 首先给出假定工作条件，假定工作条件包含假定运动条件和假定安装条件，然后建 立参考系。在该参考系中确定的刀具几何角度，称为刀具的静止角度，即标注角度。 （1）假定运动条件 以切削刃选定点位于工件中心高时的主运动方向作为假定主运动方向； 以切削刃选定点的进给运动方向，作为假定进给运动方向，一般不考 虑进给运动大小的影响，即假设进给量ƒ= 0。 （2）假定安装条件 假定车刀安装绝对正确，即安装车刀时应使刀尖与工件中心等高，车 刀刀杆对称面垂直于工件轴线。 这样便可用平行或垂直于假定主运动方向的平面构成坐标平面，即参考系。现将刀 具静止参考系的坐标平面定义如下： 基面Pr：通过切削刃选定点垂直于假定主运动方向的平面称为基面。对于车刀，基面平 行于车刀刀杆底面。 切削平面Ps：通过切削刃选定点，与主切削刃相切并垂直于基面的平面称为切削平面。 1． 正交平面静止参考系 （1）参考系的建立 正交平面参考系由上述基面、切削平面和正交平面三个 相互垂直的坐标平面组成， 如图1-6-7-8-9所示，其中正交平面Po是通过切削刃选定点，同时垂直于基面与切削平 面的平面。
（二）法剖面参考系（ Pr-Ps-Pn ） 法剖面参考系（
法平面Pn：Pn⊥S
假定主运动方向Vc 假定主运动方向 法剖面Pn： ⊥ 法剖面 ：Pn⊥S
切削平面Ps: 与 S相切 且 ⊥Pr 相切 主切削 刃上选 定点
90° °
基面Pr： ⊥ 基面 ： Pr⊥Vc 刀具安装面（车刀） ∥刀具安装面（车刀）
工件每转一转，车 刀沿工件轴线移动 一段距离，即进给 量（f，mm/r）。
在外圆纵车时，当 k’r＝0、λs＝0时， 切削层的表面形状 为一平行四边形。
法剖面参考系（ 法剖面参考系（ Pr-Ps-Pn ）
（三）进给、切深剖面参考系（ Pr-Ps-Pf-Pp ） 进给、切深剖面参考系（
进给平面Pf ：Pf ⊥ Pr 、∥f 进给平面 切深平面Pp 切深平面 ：Pp ⊥ Pr 、∥aP
假定主运动方向Vc 假定主运动方向 进给剖面Pf 进给剖面 ： Pf ⊥ Pr 、∥f 假定进给运动方向f 假定进给运动方向 切削平面Ps: 与 S相切 且 ⊥Pγ 相切 主切削 刃上选 定点 切深平面Pp ： 切深平面 ⊥ Pr 、 ⊥ Pf
α
向
λ
λ γ
法剖面参考系刀具静止角度
γ
α
α
γ
进给、 进给、切深剖面参考系刀具静止角度
(四)．其它静止参考系 四．
刀具几何角度除可在正交平面静止参考系中标注以外，根据设计和工艺的需要，还可以 选用以下静止参考系来标注，见表1-1。 表1-1 其它静止参考系
参考系
法剖面静静止参考系
参考平面
基面 切削平面 法剖面 基面
刀具静止角度的标注
一刃四角法 所谓的“一刃四角法”是指刀具上每一条切削刃,必须且只需四个 角度基本角度,就能唯一的确定其在空间的位置。
切削刃 S 前刀面与主后刀面的交线，记为 S。它承担主要的切 削工作。 主偏角 κr 主切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf 方向之间 的夹角。 刃倾角 λs 主切削刃与基面之间的夹角。 前角 γO 前面与基面之间的夹角。 O 后角αo 后面与切削平面之间的夹角。
主运动：转速最高、 主运动：转速最高、
消耗功率最多
合成切削运动 进给运动： 进给运动：使新的金属层
不断投入切削的运动
二、切削时形成的表面
待加工表面 过渡表面 已加工表面
进给 运动
1-2 刀具切削部分的几何角度
一、外圆车刀切削部分的组成
刀杆 刀头 前面
副切削刃 副后面
主切削 刃 刀尖 主后面
车刀的组成
符号
Pr Ps Pn Pr
定 义
同正交平面静止参考系 同正交平面静止参考系 通过切削刃选定点与切削刃相垂直的 平面 同正交平面静止参考系
标注角度
法前角γ 法前角 n ：法剖面中测 量的基面与前刀面之间 的夹角 法后角α 法后角 n： 法剖面中测 量的切削平面与后刀面 侧前角γƒ（背前角 ））： 背前角γ 侧前角之间的夹角 p）） 背前角 假定工作平面（背平面） 中测量的基 面与前刀 面之间的夹角 侧后角α 背后角 背后角α 侧后角 ƒ（背后角 p）： 假定工作平面中（背平 面）测量的切削平面与 后刀面之间的夹角
（1）当刀具作纵向进给运动 当刀具作纵向进给运动 时（如图 所示） 由于是以 合成运动速度υe为依据建立 工作参考系，因此，刀具的 工作前角较静止前角增大， 刀具的工作后角较静止后角 减小。 γoe=γo+µo （ 1-5 ） αoe=αo-µo （1-6）
车削螺纹
刀具安装高低对刀具工作角度的影响 刀具正确安装时
①主偏角 r 基面中测量的主切削刃与假定进给运动方向之间的夹角称为主偏角。 主偏角κ 主偏角 ②刃倾角 s 切削平面中测量的主切削刃与过刀尖所作基面之间的夹角称为刃倾角。 刃倾角λ 刃倾角 ③前角 O 正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角称为前角。 前角γ 前角 ④后角 O 正交平面中测量的后刀面与切削平面之间的夹角称为后角。 后角α 后角 ⑤副偏角 r‘ 基面中测量的副切削刃与假定进给运动方向之间的夹角称为副偏角。 副偏角κ 副偏角 ⑥副后角 O’ 副正交平面中测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角称为副后角。 副后角α 副后角 ⑦楔角 O 正交平面中测量的前、后刀面之间的夹角称为楔角βO=90o-（γO +αO） 楔角β 楔角 ⑧刀尖角 r 基面中测量的主、副切削刃之间的夹角称为刀尖角。 刀尖角ε 刀尖角 o ‘ r =180 －（κr+κr ）
通过切削刃上选定点，同时 与基面和切削平面垂直的平面。
2.1.3刀具静止角度参考系及其坐标平面
(1)基面pr (2)切削平面ps (2)切削平面
(3)正交平面 (3)正交平面po
刀具静止角度参考系及其坐标平面
法平面 通过切削刃上选定 点并垂直于切削刃的平面
静止正交参考系建立动画演示
静止进给参考系建立动画演示
（ 3） 角度正负的规定 如图1-9所 ） 示，
1) 前面与基面平行时前角为零；前面与 切削平面间夹角小于90°时，前角为正；大于 90°时 ，前角 为负。 后面与 基面间 夹角小于 90°时，后角为正；大于90°时，后角为负。 90 90 如图1-9所示，刀尖处于切削刃最高点时刃 倾角为正，刀尖处于切削刃最低点时刃倾角为 负，切削刃与基面相重合时刃倾角为零。主偏 角与负偏角的大小介于0º～90º之间。
同正交平面静止参考系 切削平面 Ps Pƒ 通过切削刃选定点，平行于假定进给 运动方向并垂直于基面的平面
假定工作平 假定工作平面、背平面静 止参考系 背平面
Pp
通过切削刃选定点，垂直于假定工作 平 面和基面的平面。
量的基面与前刀面之间 的夹角 侧后角α 背后角 背后角α 侧后角 ƒ（背后角 p）： 假定工作平面中（背平 面）测量的切削平面与 后刀面之间的角
(1)刀具静止角度的标注
基面内测量：主偏角κr 主 切削刃在基面上的投 影 与进 给运动方向的夹角 主剖面内度量：1)前角γo 前刀面与基面的夹角。 2)后角αo 主后刀面与切削平面的夹角 切削平面度量：刃倾角λs 主切削刃与基面间的夹角
（2）角度的标注 在该参考系中可标注以下几个角度， 角度的标注 在该参考系中可标注以下几个角度， 如图1-8-9所示 所示。 如图 所示
2）角度的标注 角度的标注 在该参考系中可 标注以下几个角 如图1-9所 度，如图 所 示。
γ
α αห้องสมุดไป่ตู้
向
λ
主剖面参考系刀具静止角度
（二）法剖面参考系刀具静止角度 1.主偏角 主偏角 3.法前角 法前角 5.刃倾角 刃倾角 进给、 （ 三）进给、切深剖面参考系刀具静止角度 1.主偏角 主偏角 3.进给前角 进给前角 5.切深前角 切深前角 2.副偏角 副偏角 4.进给后角 进给后角 6.切深后角 切深后角 2.副偏角 副偏角 4.法后角 法后角
刀具安装 高低时
刀杆中心面（线）不垂直于进给运动方向的影响
1-3 切削要素和切削方式
切削要素
进给量 切削速度 切削深度-背吃刀量 切削深度 背吃刀量 切削厚度
切 用 要 削 量 素 削 素 切 要
削 横 面 素 切 层 截 要
切削宽度 切削层横截面积
一、 切削层参数与切削形式
1、 切削层
各种切削加工的切削层参数，可用典型的外圆纵车来说明。如下图所 示，车刀主切削刃上任意一点相对于工件的运动就轨迹是一条空间螺旋 线。它们的各义及说明如下：
2.1.1 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。
第二章 刀具基本定义
切削运动及形成的表面 刀具切削部分的几何角度 切削要素和切削方式
1-1 切削运动及形成的表面
一、切削运动
切削运动——是指利用刀具切除工件上 是指利用刀具切除工件上 切削运动 多余的金属层，以获得所要求的尺寸、 多余的金属层，以获得所要求的尺寸、形状精 度和表面质量的运动。 度和表面质量的运动。
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Aγ表示。 主后刀面 与工件上过渡表面相对的表面， 以Aα表示。 副后刀面 与工件上已加工表面相对的表 面，以Aα’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。
假定主运动方向 基面Pr 基面
主切削 刃上选 定点
刀柄底面平面
主剖面Po： 主剖面 ： ⊥ Ps ⊥ Pγ 切削平面Ps: 与 S相切 且 ⊥Pr 相切 主切削 刃上选 定点
假定主运动方向Vc 假定主运动方向
基面Pr： ⊥ 基面 ： Pr⊥Vc 刀具安装面（车刀） ∥刀具安装面（车刀）
主剖面参考系（ 主剖面参考系（Pr-Ps-Po)
刀具静止角度参考系及其坐标平面
2.1.2正交平面参考 系 (1)基面pr (2)切削平面 (2)切削平面ps (3)正交平面 (3)正交平面po
由以下三个在空间相互垂 直的参考平面构成。 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 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。