刀具切削部分的几何形状和角度解析

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刀具几何形状参数对切削力的影响分析

刀具几何形状参数对切削力的影响分析

刀具几何形状参数对切削力的影响分析引言:切削力是刀具加工过程中的重要参数,对加工质量、切削效率和刀具寿命有着重要影响。

刀具的几何形状参数是切削力大小的决定因素之一。

本文将分析刀具几何形状参数对切削力的影响,并提出一些优化措施,以提高加工效率和刀具寿命。

一、刀具几何形状参数的类型1. 刀尖几何形状参数:常见的刀尖几何形状参数包括切割角、刃倒角、刃倾斜角等。

这些参数可以影响刀具与工件间的接触情况,进而影响切削力的大小和方向。

2. 刀尖半径:刀尖半径是刀具边界上一个曲率半径,它可以影响切削力的大小和方向,一般来说,刀尖半径越大,切削力越小。

3. 刀片后角:刀片后角是指刀片后角与工件间的夹角,它可以影响切削力的大小和切屑形态。

较小的刀片后角可以减小切削力,改善切削效果。

二、刀具几何形状参数对切削力的影响1. 刀尖几何形状参数的影响:刀尖几何形状参数可以影响刀具与工件的接触情况,进而影响切削力。

例如,增加切割角可以增加刀具与工件之间的摩擦力,从而增加切削力。

而增加刃倒角可以减小刀具与工件之间的接触面积,从而减小切削力。

刃倾斜角的改变也会影响切削力的大小和方向。

2. 刀尖半径对切削力的影响:刀尖半径主要影响了刀具接触压力的分布。

较大的刀尖半径可以减小切削区域的压力,从而减小切削力。

然而,过大的刀尖半径可能导致刀具易于磨损,减少工具使用寿命。

3. 刀片后角对切削力的影响:刀片后角的改变可以影响切削力的大小,但也会对切削质量产生影响。

在一定范围内,较小的刀片后角会减小切削力,并提升切削质量;然而,过小的刀片后角可能导致切削力不稳定和切削质量下降。

三、刀具几何形状参数的优化方法1. 刀尖几何形状参数的优化:选择合适的切割角、刃倒角和刃倾斜角,可以在保证切削力不过大的前提下,提高切削效果和工具寿命。

优化刀尖几何形状参数的方法包括结构设计与材料选择等。

2. 刀尖半径的优化:根据具体加工要求,选择适当的刀尖半径,以平衡切削力与刀具寿命之间的关系。

刀具切削部分的几何角度

刀具切削部分的几何角度

五、作业 见习题册p13页 1-5题
2、刀具切削部分的组成(以普通外圆车刀为例)
三面、两刃、一尖 三 面 两 刃 一 尖 前面Aγ
副切削刃S’ 副后面Aα’
主切削刃S 主后面Aα 刀尖
三面、两刃、一尖
前面Aγ:切屑流经的表面 主后面Aα:刀具上切削时与工件过渡表面相对的表面 副后面Aα’:刀具上切削时与工件已加工表面相对的表面
三面
小结:在基面Pr内,形成了两个独立的角度: 主偏角кr 和副偏角кr’ 以及一个派生角εr

练习:
1、指出车刀在正交平面Po中形成的独立角度是
前角γo 和 后角αo 。
2、主后面与前面的夹角 称为 楔角βo 。
αo βo
γo
3、在主切削平面Ps内形成的角度: (k向斜视图 )
( k向⊥Ps , k向∥车刀底面∥ 过刀尖的基面,
两刃
主切削刃S:前面与主后面的交线,起主要切削作用 副切削刃S’:前面与副后面的交线,起辅助切削作用
一尖 刀尖: 主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分
切削刃
思考: 车工实习时,同学们经常会出现刀具的刀 尖部分产生崩刃现象,为什么?如何解决?
答:因为刀具的刀尖部 分的强度差,易崩刃, 影响切削加工,严重的 话甚至无法进行切削加 工;因此为了提高刀尖 部分的强度,刀尖必须 磨成过渡刃.过渡刃有直 线型和圆弧型两种。
4、刀具的主要基准坐标平面:
1)基面 Pr :
过主切削刃上选定点, 与该点切削速度方向垂直 的平面。
特点: Pr ⊥ Vc ,此时可认为基 面是过选定点的水平面, 与车刀底面平行。
2)切削平面Ps : 过主切削刃上选定点,与主切削刃相切, 且垂直于该点基面的平面。

刀具的几何形状

刀具的几何形状

λs=0
+λs -λs
刃倾角旳作用 a.控制切屑旳流动方向 刃倾角为负值时,切屑流向已加工表面,有擦伤已
加工表面旳倾向。 刃倾角为正值时,切屑流向待加工表面。 精车 选用λs=0~+15° 粗车 选用负刃倾角 λs=0~-5° 刃倾角为零值时,切屑沿主剖面方向流出 b.影响刀尖部分旳强度 粗加工 λs=0~-20° c.变化实际前角旳大小 刀具有了刃倾角可使实际前角增大。
刀具旳几何形状
1.车刀切削部分旳构成
(1)刀面 1)前刀面 切下旳切屑流出旳表面。 2)主后刀面 与加工表面相正确表面。 3)副后刀面 与已加工表面相正确表面。 (2)刀刃 1)主刀刃(主切削刃)前刀面与主后刀面旳交线,承担主要切削任务。 2)副刀刃(副切削刃)前刀面与副后刀面旳交线,承担辅助切削任务。 3)刀尖 主副刀刃之间旳过渡刀刃。(半径1mm或3/64英寸) (3)记忆:三面,二刃,一刀尖。
1)刀具安装误差 刀尖安装高下旳影响
前角增大, 后角减小。
前角正常, 后角正常。
后角增大, 前角减小。
刀具斜装旳影响 主偏角增大,副偏角减小。
2)进给运动旳影响 纵向进给旳影响:
前角增大,后角减小。 车外圆时,该影响忽视不计。
车螺纹时有影响。
横向进给旳影响
前角增大,后角减小。
d值不断变化,d下降,角度上升。
arctg f d
车刀旳几种构造形式
1.整体式 一般用于高速钢。硬质
合金也能够做成整体 式,但易产生断裂, 价格也高。
2.焊接式 刀头为优质刀具材料,
刀杆为一般钢材。
3.机夹重磨式 将刀片用夹子固定在刀
杆上,刃磨时把刀片 卸下,刀杆能够反复 使用。
4.机夹可转位式 刀片能够转位,不需要

刀具切削部分的几何形状和角度解析

刀具切削部分的几何形状和角度解析
(1)在正交平面中测量的 角度
❖ 前角γo ——前刀面与基面 之间的夹角。
❖ 后角αo ——主后刀面与切 削平面之间的夹角。
❖ 楔角βo ——前面与后面的 夹角。
思考:γo、 αo、 βo 之间的关系?
βo=90°-( γo +αo )
(2)在基面中测量的角度
❖ 主偏角κr ——主切削平面 与假定工作平面之间的夹角。 ——副切削平
——前刀面与主后刀面相交形 ❖ 主成切的削刀刃刃S。
——前刀面与副后刀面相交形 ❖ 副成切的削刀刃刃S。ˊ
——主、副切削刃连接处的一小部分 ❖ 刀切尖削刃。(刀尖类型)
车刀的切削部分
三、刀具切削部分的几何角度
1、度量刀具角度的参考系
刀具静止参考系 ——用于定义刀具在设计、 (标注角度) 制造、刃磨和测量时刀 具几何参数的参考系。
❖ 后角αo :后刀面与基面之间的夹角为锐角,后角为正,夹角为钝 角,后角为负值。
❖ 刃倾角λs :刀尖是主切削刃上最高点时刃倾角为正,刀尖位于主 切削刃上最低点时刃倾角为负,主切削刃与基面平行时刃倾角为 零。
尖形刀尖
修圆刀尖
倒角刀尖
谢谢观赏!
13
谢谢!
刀具工作参考系 ——规定刀具进行切削加工 (工作角度) 时几何参数的参考系。
2、刀具静止参考系
❖ 基面pr ——过切削刃选定点平行 或垂直刀具安装面(或轴线)的 平面。
❖ 切削平面ps 面po ——过切削刃选定 点同时垂直于切削平面和基面的 平面。
❖ 法平面Pn ——过切削刃选定点 并垂直于主切削刃的平面。
正交平面参考系
❖ 假定工作平面pf ——通过 切削刃选定点并垂直于基面 的平面,一般其方位平行于 假定的进给运动方向。

刀具几何角度的基本定义与标注和工作角度

刀具几何角度的基本定义与标注和工作角度
αo=αo-θo
思考: 若刀尖低于工件中心,刀具工作前、
后角将如何变化?
3 .纵向进给运动对工作角度的影响
<1> 纵向进给影响
扳动小拖板车 外锥面时,由于 刀具进给方向 与工件轴线偏 了μ,引起工作 主偏角减小,工 作副偏角增大
<2> 横向进给影响
圆周切线 方向
切削刃的工作 前角增加,工作 后角减少.
2.刀具工作角度定义 刀具工作角度的定义与标注角度类似,它是前、后面与工作参考系平面 的夹角.
2 刀具安装对工作角度的影响
<1>刀杆中心与进给方向不垂直:如图 Κre、Κreˊ变化
由上图可以看出:当刀杆中心逆时针偏转一角度θ后,其Κre增大 Κreˊ减小.
<2>刀具装刀高低对工作角度的影响
车外圆:Ve方向变化—>Pre变—>若 刀尖高于工件中心, 如上图 则:工作角度γoe增大,αoe减小 即:γoe=γo+θo
5. 正交平面参考系中角度定义与标注
<1> 在正交平面内测量
①前角γo = ∠Aγ与 Pr :Aγ 在Pr之上—>负,Aγ在Pr之 下—>正
前角γo立体图示
前角γo正负图示
② 后角αo =∠Aα与 Ps (一般无负)
后角αo立体图示 后角αo正负图示
<2> 在基面内测量
主偏角Κ =∠"S 在基面上的投影"与Vf 副偏角Κr′ =∠"S′在基面上的投影"与"Vf 的反向"
2. 正交平面参考系<pr-ps-po>
基面Pγ: Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面〔车刀 切削平面 Ps: 与 S相切 且 ⊥Pγ 正交平面Po: Po⊥Pγ⊥Ps

切削刀具的几何角度

切削刀具的几何角度

班级:过073 姓名:谢若思学号:070342切削刀具的几何角度在金属切削加工中,刀具的完善程度,对切削效率、加工质量和产品成本有很大的影响。

为完善的改革金切刀具,研究刀具的几何参数是很重要的;刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金切工具的三项基本内容。

一、刀具合理的几何参数在保证加工质量和刀具经济耐用度的前提下,能够满足提高生产效率、降低成本的刀具几何参数,称为刀具的合理几何参数。

它包括:①切削刃的形状:如直线刃、折线刃、圆弧刃、月牙弧刃、波形刃等,刀尖(及过渡刃)的形状也属于刃形问题。

②切削区的剖面型式及参数:切削刃的剖面型式,又简称为刃区型式。

常用的是锋刃,也可以在切削刃区磨出负倒棱、消振棱等。

③刀面型式及参数:如前刀面上磨出断屑槽、卷屑槽,后刀面上双重刃磨或铲背等。

④刀具的切削角度:即前角γ0、后角α0、主偏角κr、副偏角κr’、刃倾角λs等。

二、选择刀具合理几何参数的一般性原则1.要考虑工件的实际情况选择刀具合理的几何参数,要考虑工件的实际情况,主要是工件材料的化学成分、制造方法、热处理状态、力学与物理性能(包括硬度、抗拉强度、延伸率、冲击韧性、导热系数、熔点等),还有毛坯表层情况、工件的形状、尺寸、精度和表面质量要求等。

2.要考虑刀具材料和刀具结构选择刀具合理几何参数时,主要是考虑刀具材料的化学成分、力学与纹理性能(包括硬度、抗弯强度、冲击值、耐磨性、热硬性和导热系数),还有刀具的结构型式,是整体式、焊接式或机夹式等。

3.要注意各个几何参数之间的联系刀具的刃形、刃区、刀面和角度之间是相互联系的,应该综合起来考虑它们之间的作用与影响,分别确定其合理数值。

例如,选择前角γ0时,要考虑卷屑槽型、有无倒棱及刃倾角的正负大小等,联系这些情况,优选合理的前角值,不要割裂它们之间的内在联系,孤立地选择某一参数。

4.要考虑具体的加工条件选择合理几何参数,也要考虑加工条件,这就是机床、夹具的情况,系统刚度及功率大小,切削用量和切削液性能等。

刀具切削部分几何参数

刀具切削部分几何参数
一、刀具切削部分的构成
刀面
前刀面 后刀面 副后刀面
图3-1 车刀切削部分的组成要素
刀刃
主切削刃 副切削刃 刀尖
一、刀具切削部分的构成
图3-2 刀尖的类型
二、刀具的静态角度
确定刀具角度的坐标参考系:
实际合成切削运动方向 工作参考系 进给运动方向
刀具实际安装位置
二、刀具的静态角度
确定刀具角度的坐标参考系:
1. 刀具静止参考系
(3) 正交平面Po : 正交平面为垂直于切削刃在基面上的投影
的平面。 由基准平面Pr — Ps — Po组成的静止参考系 称为刀具的正交平面参考系。
图3-3 车刀的静止参考系(图中vc表示假定的主运动 方向,vf表示假定的进给运动方向)
1. 刀具静止参考系
(4)法平面Pn :通过切削刃选定点并垂直于切 削刃的平面。
1. 刀具静止参考系
(6)背平面Pp:通过切削刃上选定点,同时垂 直于基面和假定工作平面的平面。
1. 刀具静止参考系
(6)背平面Pp:通过切削刃上选定点,同时垂 直于基面和假定工作平面的平面。 由基准平面Pr — Pf — Pp组成的静止参考系 称为刀具的假定工作平面—背平面参考系。
图3-3 车刀的静止参考系(图中vc表示假定的主运动 方向,vf表示假定的进给运动方向)
定主运动方向的平面。
车刀的基面平行于刀体底面。
图3-3 车刀的静止参考系(图中vc表示假定的主运动 方向,vf表示假定的进给运动方向)
1. 刀具静止参考系
(2) 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。
1. 刀具静止参考系
(3) 正交平面Po :通过切削刃选定点,同时垂 直于基面和切削平面的平面。

刀具的几何形状及主要角度

刀具的几何形状及主要角度
§4
刀具的几何形状及主要角度
一 、刀具切削部分的几何形状 各种刀具都是由切削部分 刀头 和被夹持部分(刀体 刀柄)两部分 各种刀具都是由切削部分(刀头 和被夹持部分 刀体或刀柄 两部分 切削部分 刀头)和被夹持部分 刀体或 组成. 二者既可以是一体的,也可以是由不同材料连接起来. 组成 二者既可以是一体的,也可以是由不同材料连接起来
普通车刀切削部分的组成
2.参考系
作用:用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面, 作用:用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面,只是假定参 事实看不见, 考,事实看不见,摸不着


通过主切削刃上的某 一点, 一点,与主运动方向 相垂直的平面
切削平面
通过主切削刃上的某一 点,于加工表面相切并 垂直于基面的平面
前角γ 前角 0――前刀面与基面间的 前刀面与基面间的 夹角 前角大,刃口锋利, 前角大,刃口锋利,切屑变 切削力小,切削轻快。 小,切削力小,切削轻快。但 易产生崩刃。 易产生崩刃。
后角α 后角 0――主后刀面与切削平 主后刀面与切削平 面间的夹角 增大后角可减少摩擦, 增大后角可减少摩擦,提高工 件加工质量和刀具耐用度, 件加工质量和刀具耐用度,并 使切削刃锋利。 使切削刃锋利。
Ⅲ、参考系 1、作用 2、三个辅助平面 基面Pr 主切削平面PS 正交平面P0
Ⅳ 、车刀主要角度及作用归纳表 车刀主要角度及作用归纳表
角度 定义 测量平面 作用
前角γ0
前面和基面间的夹 角 后面与切削平面间 的夹角 主切削刃与进给方 向之间的夹角 副切削刃与进给方 向的反方向间的夹 角 主切削刃与基面间 的夹角
正交平面
通过主切削刃上的某一点,并 通过主切削刃上的某一点, 同时垂直于基面和切削平面的 平面

刀具切削部分的几何参数解析

刀具切削部分的几何参数解析

主切削刃S: 前刀面与主后 面的交线。承 刀尖: 主、 主后面Aα :刀具上同前 担主要切削工 副切削刃交汇 作。 刀面相交形成主切削刃 副后面Aα’ :刀具上同前面相交形成副切削刃的表面, 处。一小段直 的表面,与工件过渡表 与工件已加工表面相对。 线或圆弧。 面相对。
• 刀具角度的坐标平面与参考系 • 刀具切削部分的各个面、切削刃的空间 位置常常用这些面、刃相对某些坐标平 面的几何角度来表示,这样就必须将刀 具置于空间坐标平面参考系内。该参考 系包括刀具标注角度参考系(静止参考 系)和刀具工作角度参考系。
• 派生角度: • 刀尖角––––在基面Pr内测量的主切削平面与副切削平 面间的夹角,记为εr, • εr=180°-( + ); r' r • 楔角––––在正交平面Po内测量的前刀面Aγ与后刀面间 的夹角,记为βo, • βo =90°-(γo+аo)。
楔角
刀尖角
r'
基面 Pr :过切削刃上选 定点,以该点切削速度为 法线。与刀具底面平行。
第三节 刀具切削部分的几何参数
• 刀具切削部分的组成 • 切削刀具种类很多,形状各异,但其切削部分都有共同的 特征。刀具由刀头和刀体组成,可看作是外圆车刀的演变切削部分由一尖二刃三面组成。
前刀面Aγ:切屑沿其流出的刀面。 控制切屑流向
副切削刃S’ : 前刀面与副后面的交线。担负少量切削工作
0e 0 0e 0
• • •
μ––––横向进给运动对工作角度的影响; f––––刀具相对工件的横向进给量,mm/r; dω––––切削刃上选定点A处的工作直径,mm。
f tan DW
• 2.刀具安装高低对工作角度的影响 • 安装刀具时,刀尖不一定在机床中心高度上。如刀尖高于 机床中心高度,此时选定点A的基面和切削平面已变为过 A点的径向平面Pγe和与之垂直的切削平面Pse,其工作前角 和后角分别为γPe、αPe。刀具工作前角γpe比标注前角γP增 大了,工作后角αPe比标注后角αP减小了,可写成: • γpe=γp+θp h • αpe=αp-θp p arctan 2

刀具切削部分的几何参数

刀具切削部分的几何参数
与切削平面之间的夹角小于 90o时,规定前角为正;等 于90o时为零;大于90o时为 负。
(2)后角的正负——后面
与基面之间的夹角小于90o 时为正;等于90o时为零; 大于90o时为负。
(3)刃倾角的正负——刀
尖处于切削刃上最高点时为 正;最低点时为负;切削刃 与基面平行时,刃倾角为零。
1.4 刀具角度标注实例
(2)切削平面——通过切削刃的选 定点,垂直于基面并与主切削刃相切 的平面 。
(3)正交平面——通过切削刃的选 定点,垂直于主切削刃在基面上投影 的平面 。
三个平面相互垂直,组成空间的三 维直角坐标系。
(2)法平面—— 通过 切削刃上选定点并与切 削刃垂直的平面。
法平面参考系——法 平面、基面与切削平面 组成的参考系。
3.刀尖——三个刀面的交
点(主、副切削刃的交点)。
车刀切削部分的结构要素
1.3 刀具角度
1.车刀静止参考系假设
2.正交平面参考系
(1)不考虑进给运动的影响。 (2)车刀的安装使刀尖与工件 中心等高,刀杆轴线与工件轴线垂 直。 (3)刀刃平直,刀刃各点的切 削速度方向均相互平行。
(1)基面——通过切削刃的选定点, 垂直于该点切削速度方向的平面 。
面之间的夹角。
➢楔角——前面与后面之
间的夹角,它是派生角度 。
(4)在副截面中测量的角度
➢副前角—
—前面与基 面之间的夹 角。
➢副后角—
—副后面与 副切削平面 之间的夹角。
4.其他刀具标注参考系
1.法平面 、假 定工作平面和 背平面中度量 的角度仍然有 前角和后角。
5.刀具角度正负的规定
(1)前角的正负——前面
➢副偏角——副切削刃在

刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度

刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度
刀具几何角度的 基本定义与标注 及工作角度
汇报人:XX
目录
• 刀具几何角度概述 • 刀具标注方法 • 工作角度及其影响因素 • 刀具几何角度的优化设计 • 刀具几何角度的测量与调整 • 刀具几何角度的应用实践
01
CATALOGUE
刀具几何角度概述
定义与重要性
定义
刀具几何角度是指刀具切削部分 各表面的倾斜角度和刀尖形状。
刀具几何形状
刀具的刃形、刃倾角等几何形状因素也会对 工作角度产生影响。
04
CATALOGUE
刀具几何角度的优化设计
优化设计原则与目标
原则
在满足切削性能的前提下,尽可能减小刀具的结构尺寸和重量,提高刀具的刚性和耐用度。
目标
通过优化刀具的几何角度,改善切削力、切削热和刀具磨损等状况,从而提高切削效率和加工质量。
案例三
针对难加工材料的切削,通过采 用具有大前角和大后角的刀具优 化设计,有效减少了切削刃的磨 损和破损,提高了切削稳定性和 加工精度。
05
CATALOGUE
刀具几何角度的测量与调整
测量方法与工具介绍
测量方法
通常采用投影法、坐标法、光学法等 进行测量。
测量工具
主要包括投影仪、万能角度尺、光学 分度头等。
工件表面质量
工作角度对工件表面的粗糙度、残 余应力等有直接影响。
04
影响工作角度的因素分析
刀具材料
不同材料的刀具具有不同的强度和韧性,需 要相应调整工作角度以适应其特性。
切削用量
切削速度、进给量和切削深度等切削用量参 数的变化会导致工作角度的调整。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对工作角 度的选择有重要影响。

车刀的几何角度及切削参数

车刀的几何角度及切削参数

4.刀尖形状的选择 刀尖概念:主切削刃与副切削刃连接的地方 刀尖是刀具强度和散热条件都很差的地方。切 削过程中,刀尖切削温度较高,非常容易磨损, 因此增强刀尖,可以提高刀具耐用度。刀尖对 已加工表面粗糙度有很大影响。
Hale Waihona Puke (a)倒角刃(b)圆弧刃
(c)修光刃
1、工件材料强度或硬度较高时,为加强切 削刃,一般采用较小后角。 2、对于塑性较大材料,已加工表面易产生 加工硬化时,后刀面摩擦对刀具磨损和加 工表面质量影响较大时,一般取较大后角。
在一定切削条件下的基本选择方法
1.前角和前刀面形状的选择 2.后角及形状的选择 3.主偏角、副偏角的选择

4.刀尖形状的选择 5.刃倾角的选择
1.前角和前刀面形状的选择
(1)
前角的选择: 在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋 利,同时也要兼顾刀刃的强度与耐用 度。 刀具前角的合理选择,主要由刀具材 料和工件材料的种类与性质决定。

B、主偏角κr的增大或减小对切削加工不利的一面 主偏角的减小也会产生不良影响。因为根据切削 力分析可以得知,主偏角κr减小,将使背向力Fp 增大,从而使切削时产生的挠度增大,降低加工 精度。同时背向力的增大将引起振动。 因此主偏角的减小对刀具耐用度和加工精度产生 不利影响。

②、工艺系统刚性较差时 (工件长径比lw/dw = 612) ,或带有冲击性的切削,主偏角κr可以取大 值,一般κr=60o~75o,甚至主偏角κr可以大于 90o,以避免加工时振动。 硬质合金刀具车刀的主偏角多为60o~75o 。 ③、根据工件加工要求选择。 当车阶梯轴时, κr =90o;同一把刀具加工外圆、 端面和倒角时, κr =45o。

刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度解读

刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度解读
=∠“S′在基面上的投影”与“Vf 的反向”
主偏角Κr和副偏角Κr′立体图示
(3) 在切削平面上测量
刃倾角λs = ∠S与Pγ :刀 尖最高—>正,刀尖最低— >负
刃倾角λs立体图示
刃倾角λs正负图示
(4) 平面图示法角度标注
一、刀具的工作参考与工作角度
1. 工作正交平面参考系
相切于S且垂直于Pre 过S选定点垂直于Pre且 垂直于Pse 过S选定点垂直于合成切 削速度方向
二、刀具标注角度参考系-----过切削刃上选定点
1 两个假定条件
(1)假定运动条件:首先给出刀具的假定主运动方向和假定进给运
动方向;其次假定进给速度值很小,可以用主运动向量vc近似代替
合成速度向量ve;然后再用平行和垂直于主运动方向的坐标平面 构成参考系。
即:假定进给运动速度Vf=0
(2)假定安装条件:假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于刀具 便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线(如车刀底面、 车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等)。反之也可以说,假定刀具 的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。
2.刀具工作角度定义 刀具工作角度的定义与标注角度类似,它是前、后面与工作参考系平面 的夹角。
2 刀具安装对工作角度的影响
(1)刀杆中心与进给方向不垂直:如图 Κre、Κreˊ变化
由上图可以看出:当刀杆中心逆时针偏转一角度θ后,其Κre增大 Κreˊ减小。
(2)刀具装刀高低对工作角度的影响 车外圆:Ve方向变化—>Pre变—>若 刀尖高于工件中心, 如上图 则:工作角度γoe增大,αoe减小 即:γoe=γo+θo αo=αo-θo 思考: 若刀尖低于工件中心,刀具工作 前、后角将如何变化?

车刀角度详解

车刀角度详解

切削金属时,刀具切入工件,刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。

一、车刀切削部分的组成三面二刃一刀尖车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。

1)前刀面刀具上切屑流过的表面。

2)主后刀面刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面,称为主后刀面。

3)副后刀面刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面,称为副后刀面。

4)主切削刃刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。

5)副切削刃刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。

6)刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。

刀尖实际是一小段曲线或直线,称修圆刀尖和倒角刀尖。

二、测量车刀切削角度的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为基准,这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面。

1)切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。

2)基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。

3)正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面。

可见这三个坐标平面相互垂直,构成一个空间直角坐标系。

三、车刀的主要几何角度及选择1)前角(γ0 ) 选择的原则前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。

因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。

加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。

其次要根据加工性质来考虑前角的大小,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。

前角一般在-5°~25°之间选取。

通常,制作车刀时并没有预先制出前角(γ0),而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。

排屑槽也叫断屑槽,它的作用大了去了折断切屑,不产生缠绕;控制切屑的流出方向,保持已加工表面的精度;降低切削抗力,延长刀具寿命。

2)后角(α0 )选择的原则首先考虑加工性质。

精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。

其次考虑加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以增强刀头的坚固性;反之,后角应取小值。

刀具的几何形状及主要角度.

刀具的几何形状及主要角度.
说明切削加工除了需要机床提供的运动之外,刀具的正确选择与使用同 样是保证产品质量和提高生产率的重要因素。导入课题,刀具的几何形 状及主要角度。(3,)
演示法
二、新授
I、刀具的组成(2「
夹持部分和切削部分
二者既可以是一体的,也可以是由不冋材料连接起来,方法有:焊接法 和机械夹持法。
车刀 观摩
分组观看
研究
主切削刃与副切削刃在基面中投影的夹角车刀主要角度的平面图5角度定义测量平面作用夹角正交平面1使切削刃锋利后面与切削平面间的夹角正交平面改变车刀主后刀面与工件间的摩擦状况主偏角k主切削刃与进给方向之间的夹角改变主切削刃与刀头的受力和散热情况副偏角k副切削刃与进给方向的反方向间的夹角工表面之间的摩擦状况刃倾角入s间的夹角主切削平面影响刀尖强度并控制前面与后面间的夹角正交平面影响刀具的强度和切的大小刀尖角r影响刀尖的强度尖的散热情况小结
6、刀尖:指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分削刃。分修圆 刀尖和倒角刀尖
川、参考系(三个辅助平面)(5,)
1、作用:用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面,只是假定参考, 事实看不见,摸不着
2、三个辅助平面
A、基面Pr:过主切削刃选定点并与该点的切削速度方面垂直的平面
B、主切削平面PS:主切削刃选定点的切线与该点切削速度方向所构成的 平面
3、培养学生对本专业的兴趣
教学重点
1、刀具切削部分的名称
2、测量刀具角度所用的参考系
3、刀具的主要角度及其作用
教学难点
刀具的主要角度定义的理解
教学方法
演示法、讨论法、观祭法
教学用具
车刀二把、多媒体课件一个
教学过程
教学阶段 任务
教学内容
教学方

刀具切削部分的几何角度

刀具切削部分的几何角度

一、车刀的组成
车刀由切削部分,刀柄两部分组成 1.刀柄:是刀具的夹持部分
2.切削部分:是刀具上直接参加切削 加工的部分,也称刀头
刀 具 的 组 成
车刀的组成
常见刀尖形状
刀 具 的 组 成
刀尖形状
二. 刀具的几何角度 (一)刀具的标注参考坐标系及标注角度
刀具标注角度的参考坐标系:一组定义和
规定刀具角度的各基准坐标平面。
切削平面 Ps:过 切削刃上选定点, 与工件过渡表面相 切,与基面垂直。
四、刀具的工作角度
1.进给运动的影响 (横切)
切断刀切断工件时,若不考虑进给运动,切削刃上选定A的
运动轨迹是一圆,因此该点的基面是过A点的工作径向平
工 作
面Pγ,切削平面为过A点与Pγ垂直的切平面Ps,其前后 角γo、αo。当考虑进给运动后,切削刃上A点的运动轨
μ––––横向进给运动对工作角度的影响;
f––––刀具相对工件的横向进给量,mm/r;
dω––––切削刃上选定点A处的工作直径,mm。
切削刃越接近工作中心, dω值越小,μ值较大, γoe越大,而αoe越小, 甚至变为零或负值,对 刀具的切削就越不利。
2.刀具安装高低对工作角度的影响
安装刀具时,刀尖不一定在机床中心高度上。如刀尖
考虑刀具的实际安装位 置和相对运动,以刀具 切削时的合成切削运动 方向为依据建立的坐标 系。
刀具 工作 角度
刀具静止参考系与标注角度
在建立刀具静止参考系时,刀具处于静止状态,只考虑
刀 主运动和进给运动的方向,而不考虑运动的大小。

静 止
建立静止参考系的假设条件:
参 考
刀具切削刃上选定点的假定运动方向
tanf

刀具几何角度及切削要素详解演示文稿

刀具几何角度及切削要素详解演示文稿

第四十二页,共114页。
刀具标注角度
楔角βo
前面与后面之间的夹角,它是个派生角。
90°-(γO+αo)
βo也是判断标注是否正确的验证式之一。
βo=
说明:以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、 刀杆纵向轴线垂直于进给方向,以及不考虑进给运动 的影响等条件下确定的。
参考系平面及角度视频
第四十三页,共114页。
副已后加面 工表Aα面’ 相:对刀。具上同前面相交形成副切削刃主面面的,后相表与面交面工形A担作刀切一弧,α件成:尖削小。主。与过主刀:刃段要工渡切交直具切主件表削汇线上、削面刃处或同副工。圆相的前对表刀。
第二十七页,共114页。
修圆刀尖或倒角刀尖:
车刀的刃磨视频
第二十八页,共114页。
倒棱面Aγ1、Aα1
第三十五页,共114页。
法平面Pn 通过主切削刃上选定点,垂直于切削刃的平面。
法平面参考系f:通过主切削刃上选定点,平行于假定进给运动方向, 并垂直于该点基面的平面。 Pp:通过切削刃上选定点同时垂直于Pr和Pf的平面。
假定工作平面参考系Pr-Pf-Pp
Pr、Ps
刀面
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A'α表示。
第二十四页,共114页。
切削刃
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。
基面Pr 通过主切削刃上选定点,垂直于该点切 削速度方向的平面。(平行于刀具底面)
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车刀的切削部分
三、刀具切削部分的几何角度
1、度量刀具角度的参考系
刀具静止参考系 ——用于定义刀具在设计、 制造、刃磨和测量时刀 (标注角度) 具几何参数的参考系。
刀具工作参考系 ——规定刀具进行切削加工
(工作角度) 时几何参数的参考系。
2、刀具静止参考系

基面pr ——过切削刃选定点平行 或垂直刀具安装面(或轴线)的 平面。
尖形刀尖
修圆刀尖
倒角刀尖
主讲: 骆志强
一、 刀具的组成部分

刀体 ——刀具上夹持刀条或 刀片的部分。 刀柄 ——刀具上的夹持部分。 刀头 ——担负切削工作,又 称切削部分。

二、刀具切削部分的组成
ຫໍສະໝຸດ 前刀面Aγ ——切屑沿其流出的表面。 主后刀面Aα ——与过渡表面相对的面。 副后刀面Aαˊ ——与已加工表面相对的面。 ——前刀面与主后刀面相交形 成的刀刃。 主切削刃 S ——前刀面与副后刀面相交形 副切削刃 Sˊ 成的刀刃。 ——主、副切削刃连接处的一小部分 刀尖 切削刃。(刀尖类型)



主偏角κr ——主切削平面 与假定工作平面之间的夹角。 ——副切削平 面与假定工作平面之间的夹 副偏角κr ˊ 角。 ——主切削平面 刀尖角εr 与副切削平面之间的夹角。
思考: κr 、 κr ˊ 、 εr 之间的 关系? εr =180°-( κr + κr ˊ ) (3)在切削平面中测量的角度
切削平面ps ——过切削刃选定点 与切削刃相切并垂直于基面的平 面。 正交平面po ——过切削刃选定 点同时垂直于切削平面和基面的 平面。 法平面Pn ——过切削刃选定点 并垂直于主切削刃的平面。

正交平面参考系

假定工作平面pf ——通过 切削刃选定点并垂直于基面 的平面,一般其方位平行于 假定的进给运动方向。 背平面pp ——通过切削刃 选定点并垂直于基面和假定 工作平面的平面。

刃倾角λs ——主切削刃与基面之 间的夹角。
刀具角度的正负

前角γo :前刀面与切削平面之间的夹角为锐角,前角为正,夹角 为钝角,前角为负值。 后角αo :后刀面与基面之间的夹角为锐角,后角为正,夹角为钝 角,后角为负值。 刃倾角λs :刀尖是主切削刃上最高点时刃倾角为正,刀尖位于主 切削刃上最低点时刃倾角为负,主切削刃与基面平行时刃倾角为 零。

假定进给平面与背平面参考系
3 . 刀具的标注角度
(1)在正交平面中测量的 角度


前角γo ——前刀面与基面 之间的夹角。 后角αo ——主后刀面与切 削平面之间的夹角。 楔角βo ——前面与后面的 夹角。
思考:γo、 αo、 βo 之间的关系?
βo=90°-( γo +αo )
(2)在基面中测量的角度
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