刀具的几何角度教案

刀具的几何角度及选择教案

【授课班级】：数控班；

【教学目的】：1、掌握切削用量和车刀切削部分的组成；

2、掌握车刀的几何角度及选择方法；

【教学方法】：讲解法、提问法、讨论法；

【教学准备】：多媒体课件、刀具；

【教学重点】：切削加工的相关知识（切削运动、切削用量）；

【教学难点】：车刀切削部分的组成、车刀的几何角度及选择；

【导入新课】：刀具按加工方法和具体用途可分为车刀、铣刀、拉刀、绞刀、孔加工刀具、齿轮刀具等几大类型。

【新授】：

一、概述

切削加工：用切削刀具，在工具（刀具）与工件的相对运动中，切除工件上的多余材料，得到预想的工件形状、尺寸和表面质量的加工方法。

二、零件表面的形成及切削运动

a)车外圆面b)磨外圆面c)钻孔d)车床上镗孔

e)刨平面f)铣平面g)车成形面h)铣成形面

1、表面的形成

零件的表面主要有以下几种组成：外圆面、内圆面、平面、和成形面

(1)外圆面和内圆面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。

(2)平面是以一直线为母线，以另一条直线为轨迹，作平移运动所形成的表面。

(3)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。

2、切削运动

(1)主运动――主要完成切削的运动，消耗功率最多，一种加工主运动只有一个。

(2)进给运动――使切削加工保持连续进行，一种加工可以有一种（或以上）的进给运动。（进给运动可以是连续的也可以是间歇的）实际的切削运动是一个合成运动。合成切削速度：

三、切削用量

1、切削速度ν：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。（m/s或m/min）,车削时一般算工件最大切削直径处的线速度。计算公式：

ν=πdw n/1000×60 （m/s）或ν=πdw n/1000（m/min）

dw——待加工表面直径（mm）；n——工件转速(r/min)

2、进给量f：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，车削时为（mm/r）；刨削时为（mm/str）(毫米/往复行程)，其他切削加工也可以用进给速度（mm/s、mm/min、m/min），和每齿进给量（mm/z）来衡量。

3、背吃刀量（切削深度）ap:工件已加工表面和待加工表面的垂直距离（mm）。

四、车刀切削部分的几何形状

1、车刀切削部分的组成（以外圆车刀为例）

由三个刀面，两条切削刃和一个刀尖组成。

（1）前刀面――刀具上切屑流过的表面（AУ）。

（2）后刀面――刀具上与过渡表面相对的是主后刀面( Aа)。与已加工表面相对的是副后刀面(Aа’)。

（3）切削刃――前刀面与主后刀面相交形成的交线称为主切削刃（S），它完成主要的切削工作。前刀面与副后刀面相交形成的是副切削刃( S’) 它完成部分的切削工作，并最终形成己加工表面。

（4）刀尖――主、副切削刃的连接部位。

2、车刀的主要角度及选用

（1）刀具静止参考系――选定适当组合的基准坐标平面作为参考系。

用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系，称为刀具静止参考系。

① 基面――过切削刃选定点，垂直于该点假定主运动方向的平面（Pr ）；

② 切削平面――过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面，主切削平面（Ps ），副切削平面（P ´s ）；

③ 正交平面――过切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面（Po ）；

④ 假定工作平面――过切削刃选定点，垂直于基面并平行于假定进给运动方向的平面（Pf ）。

（2）车刀的主要标注角度及选择要点――在车刀设计、制造、刃磨和测量时，必须确定的角度。

① 前角γ――前刀面与基面之间的夹角。增大前角，使主切削刃锋利，减小切削力和切削热。但前角过大，刀刃很脆弱，易产生崩刃。前角有正与负（如图）的区分。

② 后角α――主后刀面与切削平面之间的夹角。后角的主要作用是减少刀具后刀面与工件表面间的摩擦和后刀面的磨损，并配合前角影响切削刃的锋利和强度。

③ 主偏角 Κr ――主切削刃和假定进给方向在基面（Pr ）上投影的夹角。主偏角的大小影响切屑断面形状和切削分力的大小。有时主偏角也根据工件加工形状来定。

④ 副偏角Κ´r ――副切削刃和假定进给的相反方向在基面Pr 上投影的夹角。副偏角的主要作用是减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦，减少刀具磨损和防止切削时产生振动。减小副偏角可减小切削残留面积，降低己加工表面的粗糙度（如图）

⑤ 刃倾角λs ――在主切削平面（Ps

）里测量的主切削刃与基面间

的夹角。它与前角类似，也有正、负和零值之分（如图）。刃倾角主要影响刀头的强度、切削分力和排屑方向。

注意:选择刀具几何角度时，应遵循“锐字当先，锐中求固”原则。即将刀具锋利放在第一位，同时保证刀具有一定的强固。国内外先进刀具在角度的变革方面，大致有“三大一小”的趋势，即采用大的前角、刃倾角和主偏角，采用小的后角。

【小结】：

本次课主要讲解切削加工的基础知识。讲授了切削加工的概念和基本加工方法以及切削加工的运动形式和切削用量；刀具的几何形状和主要角度；刀具切削部分材料的基本要求、种类和刀具结构

【布置作业】：

1、一般车刀由哪几个面、哪几条切削刃组成？有哪些角度？

2、前角、主偏角、刃倾角对切削有何影响？如何选择这些角度？