金属切削原理与刀具PPT课件
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《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第10章
2.钻削用量
1）钻削速度
vc
πdn 1 000
2）进给量和每齿进给量 3）背吃刀量
fz
f 2
ap d / 2
2022年7月23日星期六
3.钻削的工艺特点 1）导向定心问题 导向定心问题包括以下几点：
（1）预钻锥形定心孔，应先用小顶角、大直径麻花钻或中心 钻钻一个锥形坑，再用所需尺寸的钻头钻孔。
（2）对于大直径孔（直径大于30 mm），常采用在钻床上分两 次钻孔的方法，即第一次按小于工件孔径钻孔，第二次再按要求 尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作，因而钻头不会出 现由此引起的弯曲。
2022年7月23日星期六
套料钻 1—料芯； 2—导向块； 3—刀体； 4—刀齿
10.5 铰刀
10.5.1 铰刀的分类
铰刀使用方式可分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为 直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式铰刀和 可调式铰刀两种。机用铰刀又可分为带柄式铰刀和成套式铰刀。
2022年7月23日星期六
几种常见的铰刀
10.5.2 铰削特点
铰削的加工余量一般小于0.1 mm，铰刀的主偏角一般小于45°，因 此，铰削时切削厚度很小，仅为0.01～0.03 mm。铰削过程除主切削刃 正常的切削作用外，还对工件产生挤刮作用，因此，它是一个复杂的切 削和挤压摩擦过程。 1.铰削精度高
铰刀齿数较多，心部直径大，导向性及刚性好。铰削加工余量小， 切削速度低，且综合了切削和修光的作用，能获得较高的加工精度和表 面质量。 2.铰削效率高
1
2
3
孔的深度与直径之比 较大（一般大于10）， 钻杆细长，刚性差， 工作时容易产生偏斜 和振动，因此，孔的 精度及表面质量难以 控制。
1）钻削速度
vc
πdn 1 000
2）进给量和每齿进给量 3）背吃刀量
fz
f 2
ap d / 2
2022年7月23日星期六
3.钻削的工艺特点 1）导向定心问题 导向定心问题包括以下几点：
（1）预钻锥形定心孔，应先用小顶角、大直径麻花钻或中心 钻钻一个锥形坑，再用所需尺寸的钻头钻孔。
（2）对于大直径孔（直径大于30 mm），常采用在钻床上分两 次钻孔的方法，即第一次按小于工件孔径钻孔，第二次再按要求 尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作，因而钻头不会出 现由此引起的弯曲。
2022年7月23日星期六
套料钻 1—料芯； 2—导向块； 3—刀体； 4—刀齿
10.5 铰刀
10.5.1 铰刀的分类
铰刀使用方式可分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为 直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式铰刀和 可调式铰刀两种。机用铰刀又可分为带柄式铰刀和成套式铰刀。
2022年7月23日星期六
几种常见的铰刀
10.5.2 铰削特点
铰削的加工余量一般小于0.1 mm，铰刀的主偏角一般小于45°，因 此，铰削时切削厚度很小，仅为0.01～0.03 mm。铰削过程除主切削刃 正常的切削作用外，还对工件产生挤刮作用，因此，它是一个复杂的切 削和挤压摩擦过程。 1.铰削精度高
铰刀齿数较多，心部直径大，导向性及刚性好。铰削加工余量小， 切削速度低，且综合了切削和修光的作用，能获得较高的加工精度和表 面质量。 2.铰削效率高
1
2
3
孔的深度与直径之比 较大（一般大于10）， 钻杆细长，刚性差， 工作时容易产生偏斜 和振动，因此，孔的 精度及表面质量难以 控制。
金属切削原理与刀具PPT
• 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。
一、刀具切削角度的坐标平面
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。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
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
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为：
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少，当f较小，残留面积纯 粹由两段圆弧构成，即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• 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：
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。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同，c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。
一、刀具切削角度的坐标平面
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。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
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
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为：
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少，当f较小，残留面积纯 粹由两段圆弧构成，即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• 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：
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。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同，c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。
金属切削原理及刀具课件
刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理：磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素：切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施：合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法：通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略：采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段，有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施：通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法，减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施：一旦发现刀具磨损，应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施，避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 ：正确的使用和维 护刀具，可以延长 刀具的使用寿命， 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数：包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择：根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具，以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨：刃磨可以改变刀具的几何参数，从而调整切削力和切削热， 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类：根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式；根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途：刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的，但也有手用的，如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势：随着制造业的发展，刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。
金属切削原理与刀具ppt课件
进给量越大则越容易产生这种切
屑。材料所受应力超过了抗拉强 度。
崩碎切屑
切削力的幅度小，但波动大，切削过程不平稳，易损坏刀具，
已加工表面粗糙。 减小切削厚度，使切屑成针状或片状，同时提高切削速度，
以增加工件材料的塑性。
切屑的类型及控制
切屑的控制
切削加工中采用适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断， 形成“可接受”的良好切屑。
积屑瘤的形成及其影响
（5） 切削速度
根据积屑瘤的有无及生长高度Hb与切削速度关 系，可分为四个区：
I 区：切削速度很低，形成粒状或节状切屑， 没有积屑瘤生成；
Ⅱ区：形成带状切屑，冷焊条件逐渐形成， 随着切削速度的提高，积屑瘤高度也增加。
摩擦阻力Ff与切削流动推力T：
Ff>T 积屑瘤高度增大； Ff<T 积屑瘤被推走； Ff＝T 积屑瘤达到临界高度。
3）单元(粒状)切屑
产生条件：加工塑性金属，切削 速度极低时，增大进给量，减小 前角。 特点：切削过程不平稳，切削力 波动大，已加工表面粗糙度大。
粒状切屑
切塑性材料
↓γ0 ↓v ↑ hD
带状切屑
↑γ0↑v↓ hD
↓γ0 ↓v ↑hD
挤裂切屑
↑γ0↑v↓ hD
单元切屑
切屑的类型及控制
4）崩碎切屑
切脆性材料，工件材料越是脆硬、
（1）增大刀具前角 减小了切屑变形，降低切削力，
使切削过程容易进行。
（2）增大切削厚度 ΔhD的变化导致切削厚度的变
化，从而导致切削力的波动和影 响加工质量。
积屑瘤的形成及其影响
（3）增大已加工表面粗糙度
金属切削过程中的变形
（2）第二变形区 （挤压摩擦区）
金属切削原理与刀具(课)课件
切削和高硬度材料加工。
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
金属切削原理及刀具.pptx
直接作用于被切削的金属层，并控制切屑沿其排出的刀
造 面。
要 素
根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为：
主前刀面： 与主切削刃毗邻的称为主前刀面；
副前刀面： 与副切削刃毗邻的称为副前刀面。
(2)后刀面
后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面：是指与工件上加工表面相互作用和相对着的
刀面；
副后刀面：是与工件上已加工表面相互作用和相对着的
系 这些夹角就是刀具切削部分的几何角度。
工作角度：把刀具同工件和切削运动联系起来确定的刀
具角度，即刀具在使用状态下(in use)的角度。
刀具标注角度参考系：任何一把刀具，在使用之前，总
可以知道它将要安装在什么机床上，将有怎样的切削运动，
因此也可以预先给出假定的工作条件，并以此确定刀具标
注角度参考系（所谓的“静止参考系” ）。
刀具标注角度参考系。
考 图中同时也表示了一
系 个由Pn-Pr- Ps 组成
的法剖面参考系。在
实际使用时一般是分
别使用某一个参考系。
第16页/共66页
刀 具 标
(5)进给剖面 Pf 和背平面Pp及 其组成的进给、背平面参考系
注 角 度 的
进给剖面Pf是通过切削刃选定 点，平行于进给运动方向并垂直 于基面Pr的平面。通常，它也平
定 义
下图所示三把刀具的标注角度完全相同，但由于合成切 削运动方向不同，后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的
实际情形有很大的不同：
(a)
第18页(b/)共66页
(c)
刀 具
图(a)，刀具后刀面同工件已加工表面之间有适宜的
工 作 角
间隙，切削情况正常； 图(b)，刀具的背棱顶在已加工表面上，切削刃无法
金属切削原理与刀具PPT课件
第12页/共238页
第13页/共238页
（3）硬质合金
1）硬质合金的特点
硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等） 和金属粘结剂（如Co、Ni等）经粉末冶金方法制成的。
由于硬质合金成分中都含有大量金属碳化物，这些碳化物都有 熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好等特点，因此， 硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬 度为89~93HRA，比高速钢的硬度（83~86.6HRA）高。在 800~1000℃时尚能进行切削。在540℃时，硬质合金的硬度为 82~87HRA，相当于高速钢的常温硬度，在760℃时仍能保持 77~85HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀 具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可 提高4~10倍。
切削运动及切削用量
1. 零件表面的形成及切削运动 2. 切削用量 3. 切削层几何参数
第1页/共238页
1. 零件表面的形成及切削运动
机器零件的形状虽很多，但分析起来，主要由下列几种表面组成， 即外圆面、内圆面（孔）、平面和成形面。因此，只要能对这几种 表面进行加工，就基本上能完成所有机器零件的加工。 外圆面和内圆面（孔）是以某一直线为母线，以圆为轨迹，作旋转 运动时所形成的表面。 平面是以一直线为母线，以另一直线为轨迹，作平移运动时所形成 的表面。 成形面是以曲线为母线，以圆或直线为轨迹，作旋转或平移运动时 所形成的表面。 上述各种表面，可分别用图1-1所示的相应的加工方法来获得。由图 可知，要对这些表面进行加工，刀具与工件必须有一定的相对运动， 就是所谓切削运动
（1）切削厚度 ac 两相邻加工表面间的垂直距离，单位为
mm。如图1-2所示，车外圆时：
ac= f·sinkr (mm) （2）切削宽度 aw 沿主切削刃度量的切削层尺寸，单位为
第13页/共238页
（3）硬质合金
1）硬质合金的特点
硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等） 和金属粘结剂（如Co、Ni等）经粉末冶金方法制成的。
由于硬质合金成分中都含有大量金属碳化物，这些碳化物都有 熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好等特点，因此， 硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬 度为89~93HRA，比高速钢的硬度（83~86.6HRA）高。在 800~1000℃时尚能进行切削。在540℃时，硬质合金的硬度为 82~87HRA，相当于高速钢的常温硬度，在760℃时仍能保持 77~85HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀 具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可 提高4~10倍。
切削运动及切削用量
1. 零件表面的形成及切削运动 2. 切削用量 3. 切削层几何参数
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1. 零件表面的形成及切削运动
机器零件的形状虽很多，但分析起来，主要由下列几种表面组成， 即外圆面、内圆面（孔）、平面和成形面。因此，只要能对这几种 表面进行加工，就基本上能完成所有机器零件的加工。 外圆面和内圆面（孔）是以某一直线为母线，以圆为轨迹，作旋转 运动时所形成的表面。 平面是以一直线为母线，以另一直线为轨迹，作平移运动时所形成 的表面。 成形面是以曲线为母线，以圆或直线为轨迹，作旋转或平移运动时 所形成的表面。 上述各种表面，可分别用图1-1所示的相应的加工方法来获得。由图 可知，要对这些表面进行加工，刀具与工件必须有一定的相对运动， 就是所谓切削运动
（1）切削厚度 ac 两相邻加工表面间的垂直距离，单位为
mm。如图1-2所示，车外圆时：
ac= f·sinkr (mm) （2）切削宽度 aw 沿主切削刃度量的切削层尺寸，单位为
金属切削原理与刀具--金属切削过程共45页PPT
金属切削原理与刀具--金， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
金属切削原理与刀具65页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
金属切削原理与刀具
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
金属切削原理与刀具
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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车刀安装偏斜
rer
' re
r'
-
（２）进给运动对工作角度的影响 ① 横向进给（以切断车刀为例） ② 如下图所示，此时切削刃相对与工件的运动轨迹为一螺线。
合成运动方向为过切削点与螺线的切线方向，因此，基面、 切削平面均逆时针转过一角度μ。
tg f v f v nf r
nf 2nr f d
横向进给
➢ 自由切削：只有一条直线切削刃参加切削工作 ➢ 非自由切削：刀具切削刃是曲线，或几条切削刃同时 参加并完成切削 （2）直角切削与斜角切削
➢ 直角切削：刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。此
时，主切削刃与切削速度方向成直角
➢ 斜角切削：刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。
直角切削与斜角切削
oe o oe o
② 纵向进给 如左图所示，此时合成运动方向 在进给速度的影响下，绕切削 点转过一角度μ，仍先注意在进 给平面的变化，然后再转换为 主剖面内。角度的变化为：
纵向进给
tgf vf v f dw
oe o oe o
tg v fv fd w c o 2 sr fd w sirn
§2-2 刀具材料
一、刀具材料应具备的性能
➢ 高的硬度和耐磨性 ➢ 足够的强度和韧性 ➢ 高的耐热性 ➢ 更好的热物理性能和耐热冲击性能 ➢ 良好的工艺性 ➢ 经济性
二、常用的刀具材料
工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷超硬刀具材料
（1）高速钢 ➢ 突出性能：较高的强度、韧性和耐磨性，较好的工 艺性 ➢ 主要品种： W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 、 W6Mo5Cr4V2 Co8、 W6Mo5Cr4V2Al ➢ 应用范围：用于加工250~280HB以下的大部分结构 钢和铸铁，用作复杂刀具如钻头、丝锥、铰刀、拉刀、 铣刀、齿轮刀具和成形刀具
（2）切削用量
切削速度v dwn （旋转）v 2Lnr （往复直线）
1000 60
1000 60
进给量 vf nf nzfz
背吃刀量
ap
dw
dm 2
（3）切切削厚度 ac f sinKr
切削面积 Ac awac apf
3、切削方式的划分 （1）自由切削与非自由切削
➢ 刀具角度的参考系 ➢ 刀具标注角度及其参考系
在设计、制造刀具时，刀具尚未处于使用状态，因 此刀具与工件和切削运动的关系尚不确定，这时的参考 坐标系称为——刀具的标注角度参考系。这时是不考虑 进给运动、刀具安装等因素的影响。
➢ 刀具标注角度参考系的构成 ➢ 基面Pr
通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。通 常，基面应平行或垂直与刀具上便于制造、刃测量的某 一安装定位平面或轴线。
二、刀具角度
1、刀具切削部分的组成 前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、
刀尖
车刀组成
刀具过渡刃
刨刀、钻头、铣刀切削部分形状
2、确定刀具切削角度的参考平面 ➢ 切削平面：通过刀刃上选定点，切于工件过渡表面 的平面 ➢ 基面：通过刀刃上选定点，垂直于该点合成切削运 动向量的平面
宽刃刨刀参考平面
（2）硬质合金 ➢ 突出性能：硬度、耐磨性、耐热性都很高；但抗弯 强度低，断裂韧性也较低
➢硬质合金的构成：
即基面、切削平面绕切削点逆时针转过一个角度 p ，然后再将 结果投影至主剖面内。这样刀具的实际工作角度的变化为：
sinp 2hd
p e pp 、 p e pp
sio n2hdcors o e oo 、 o e oo
②刀杆中心线与进给方向不垂直的影响
当车刀刀杆与进给方向不垂直 时，刀具的工作主偏角与工作 副偏角会发生变化。 如左图所示，
（a）
sin
2h、
d
arcsin2hd
oeo 、oeo
（b）
而对于安装时低于回转轴线的情况，如 图b所示。则正相反：即基面、切削平 面绕切削点顺时针转过一个角度τ，因此 实际工作前角减少，工作后角增大。
o eo 、 o eo
（c）
➢对于纵向切削加工而言： 当刀具的实际安装高于工件 的回转轴线时，如图c所示。 由于在主剖面中，工件的截 面为不规则曲面，所以首先 在切深平面内分析，这时与 横切外圆柱面的情况一致： 切削点与回转中心的连线绕 回转轴线逆时针转过一个角 度 p。
车刀的主要角度
在主剖面内：
ooo 2
o ：楔角，前刀
面与后刀面的夹 角，在主剖面内 测量。
在基面内：
r r r'
r ：刀尖角，主切削刃与副切
削刃的夹角，在基面内测量。
5、刀具的工作角度
（1）刀具安装位置对工作角度的影响 ①刀具安装高低对工作角度的影响
➢对于横向切削加工而言： 当刀具的实际安装高于工件的回转轴线时， 如图a所示。这时切削点与回转中心的连 线绕回转轴线逆时针转过一个角度τ，即基 面、切削平面绕切削点逆时针转过一个角 度τ，这样刀具的实际工作角度因此会发生 变化，实际工作前角增大，工作后角减少。 即：
➢ 正交平面 ➢ 法平面 ➢ 背平面和假定工作平面
刀具标注角度参考系
参考系 正交平面参考系
法平面参考系
背平面和假定工作 平面参考系
参考平面 基面
切削平面 正交平面
基面 切削平面
法平面 基面 背平面 假定工作平面
符号 Pr Ps
PO
Pr Ps
Pn
Pr
Pp
Pf
4、刀具的标注角度 前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角
➢ 假定进给剖面Pf和假定切深剖面Pp及其组成的进给、切深 剖面参考系
假定进给剖面Pf是过切削刃选定点,平行于假定进给运动 方向，并垂直于基面Pr的平面。
假定切深剖面Pp是过切削刃选定点, 同时垂直于基面Pr和 假定进给剖面Pf的平面。
3、刀具标注角度的参考系 车刀标注角度参考系
用作标注前、后刀面角度的测量平面
➢ 切削平面Ps 通过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平 面。
➢ 基面和切削平面十分重要。这两个平面再加上一个平面 就可以构成不同的刀具标注角度参考系。
➢ 主剖面Po和主剖面参考系 主剖面Po是过切削刃选定点，同时垂直于基面Pr和切削 平面Ps的平面。
➢ 切削刃法剖面Pn和法剖面参考系 法剖面Pn是过切削刃选定点，垂直于切削刃的平面。