1第一章 刀具几何角度及切削要素解析
第一章刀具的几何角度及切削要素(+考试要点)
通过切削刃 上选定点， 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。 削刃相切的平面。
丽水学院机械系
2.刀具的标注角度
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主偏角κ 主切削刃在基面上的投影与进给 方向之间的夹角。 运动速度vf 方向之间的夹角。 2）副偏角κr′ 副切削刃在基面上的投影与进给 副偏角κ 反方向之间的夹角。 运动速度vf反方向之间的夹角。
丽水学院机械系
丽水学院机械系
2.刀刃
（1）主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。 前刀面与主后刀面在空间的交线。
（2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。 前刀面与副后刀面在空间的交线。
3．刀尖
三个刀面在空间的交点，也可理解为主、 三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
丽水学院机械系
丽水学院机械系
§1.2.3切削用量三要素 1.2.3
在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀 量（切削深度）总称为切削用量。它表示主 运动和进给运动量。 1.切削速度 切削速度 刀具切削刃上选定点相对工件主运动的 瞬时线速度称为切削速度，用vc表示，单位 为m/s或m/min。
dn vc = = 1000 318
π dn
切削速度
丽水学院机械系
2.进给量 进给量
工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相 对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量， 用f表示，单位为mm/r。 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件 的位移量，称为进给速度，用vf表示，单位为 mm/s或m/min。 当主运动为旋转运动时，进给量f与进给速度 vf之间的关系为： vf ＝fn
第一章刀具几何角度及切削要素
5.正交平面与法平面系的角度换算
正交平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃在基面 上投影的平面
法平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃的平面
Po内测量的角度： γ0， α0， β0 Pn内测量的角度，γn ，αn ，βn
tanγn = tanγocosλs tan αncosλs = tan α0
垂直于基面的任一剖面与正交平面角度换算
● 45度弯头车刀
12前面：γ0，λs 12后面：α0，κr 23副后面：α’0，κ’r 14副后面：α’0，κ’r
四、 刀具的工作角度 (在工作状态下的切削角度)
讨论2个问题
★刀具工作坐标系是如何建立的 ★当标注角度已知的时候，如何计算工作角度
以刀具与工件的相对 位置、相对运动为基础所 建立的工作参考系定义的 角度
一、 切削层参数
★切削层
★切削厚度hD ★切削宽度bD
1. 切削层
工件（刀具）每转 一圈,刀具切削刃从工 件上切削下来转化为切 屑的金属层,称为切削 层
2. 切削公称厚度hD
垂直与工件过渡表面方向切削层的尺寸 ➢ 当λs ＝0时的外圆车刀纵车：
hD = f sin κr
3. 切削宽度bD
沿着工件过渡表面方向切削层的尺寸，等于 主切削刃工作长度在基面的投影
第一章
刀具几何角度及切削 要素
Tool angles and element factors of cut
主要内容
一、切削运动与切削用量 二、刀具切削部分的基本定义及参考系 三、刀具角度 四、切削层参数与切削方式
什么叫做金属切削加工？
➢ 金属切削加工 用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，
从而获得在形状、尺寸精度、表面质量上都符合 预定要求的加工。 ➢ 切削加工工艺系统
第1章.刀具几何角度及切削要素
3）拉刀：包括圆拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花键拉刀) 等。 4）铣刀：包括加工平面的圆柱铣刀、端铣刀等；加工沟 槽的立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等；加 工特殊形面的模数铣刀、凸(凹)圆弧铣刀、成形铣刀等。 5）螺纹刀具：包括螺纹车刀、丝锥、板牙、螺纹切刀、 搓丝板等。 6）齿轮刀具：包括齿轮滚刀、蜗轮滚刀、插齿刀、剃齿 刀、花键滚刀等。 7）磨具：包括砂轮、砂带、油石和抛光轮等。
热加工工艺过程： 包括铸造、塑性加工、焊接、热 处理、表面改性等。
机械 制造 工艺 过程
冷加工工艺过程：
零件的机械加工工艺过程：研 究如何利用切削原理使工件成 型而达到预定的设计要求（尺 寸精度、形状、位置精度和表 面质量）。
机器的装配工艺过程：研究 如何将零件或部件进行配合 和连接，使之成为半成品或 成品，并达到要求的装配精 度的工艺过程。
外圆面、锥面、内圆面（孔）、平面、曲面（成形面）
磨外圆面
钻孔
镗孔
铣平面
1、主运动
主运动是切下金属所必须的最主要的运动。
特点： 在整个运动系统中速度最、进给运动
使新的金属不断投入切削的运动。因为有进给运动，使工 件所要求的表面状态得以完成。进给运动可以是连续的，也可 以是间歇的；可以是刀具的移动，也可以是工件的移动。
刀具标注角度的参考系由下列诸平面构成：
（1）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，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量 的某一安装定位平面或轴。例如，图1-6所示为普通车刀、 刨刀的基面Pr ，它平行于刀具底面。 （2）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Pr的平面。也就是主切削 刃与切削速度方向构成的平 面。
《金属切削原理与刀具》知识点总结
I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。
分为主运动和进给运动。
1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。
有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。
进给运动的速度一般较低，功率也较少。
其数量可以是一个，也可以是多个。
可以是连续进行的，也可以是断续进行的。
可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。
运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。
一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。
运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。
3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。
三者又称为切削用量三要素。
1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。
4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。
过渡表面：正被切削的表面。
下一切削行程将被切除。
己加工表面：切削后形成的新表面。
5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。
刀具几何角度与切削要素
4）主切削刃和副切削刃之间的过渡刃参数将改变刀尖 的几何形状,用刀尖圆弧半径rε描述，当rε=0时为 尖角过渡，rε＞0时为圆角过渡，直线过渡时用κε 和 bε参数描述(图1-6)p10。
（3）切削平面中测量的刀具角度
1）刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
它在切削平面内标注或测量，但有正负之分。 当主切削刃与基面平行时λs=0°； 当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时λs ＞0°; 反之λs ≤0°。
(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（底面）。
(2)切削平面ps
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)正交平面po
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
2. 法平面参考系
1)法平面 通过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面
切削用量是切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称。
车削时，进给运动速度： Vf=nf
3、背吃刀量ap
在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸,外圆车削: ap＝(dw-dm)/2
三要素的乘积作为衡量指标，单位为mm3/min， Q=1000vcfap
①主运动方向
切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。
②切削速度vc
切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
刀具与工件之间附加 的相对运动, 它配合主运动 依次地或连续不断地切除 切屑, 从而形成具有所需几 何特性的已加工表面。 进给运动可由刀具完 成(如车削)，也可由工件完 成(如铣削)，可以是间歇的 （如刨削）, 也可以是连续 的（如车削）。
本章主要介绍国际标准规定的有关“金属切削与工具”的术语、符号及定义。其主要内容是以车刀为代表,它在切削时具有的运动，瞬时切下金属层的形状及测定的尺寸，刀头形状及具有的角度。 本章难点是车刀刀头上不同剖面角度间的关系；刀具工作角度的变化规律。
第一章 刀具几何角度及切削要素
在假定工作平面 中度量标注，其正、负规定与 相同。 Pf
o • (9) 侧后角 。又称进给后角，它是后面 与切削平面间 的夹
A f 角，在假定工作平面 中度量标注。 的正、负规定与 相同。
f Pf Ps • (10) 背前角 。又称切深前角，它是前面 与基面 间的夹角，
o 在背平面 中度量标注，其正、负规定与 相同。
v
• 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度称为切削
速度，单位为m/s或m/min。
• 当主运动为旋转运动时，可按下式计算
•
πdn v 1000
• 式中：d ——切削刃选定点处刀具或工件的直径(mm)； • ——主运动转速(r/min或r/s)。
• n 切削刃上各点的切削速度有可能不同，考虑到刀具的磨损
Pr
Pr s • (3) 刃倾角 ：主切削刃 与基面 S 间的夹角，在主切削平
S s
面 中度量标注。以过刀尖处的 为基准，当 位于 Ps Pr
之
S 上时(其时刀尖位置最低)，规定 ＜0°；当 位于 之下 Pr
时(其时刀尖位置最高)，规定 ＞0°；当 位于 内，则 S Pr s =0°。可简记为“抬头为正，低头为负”。 S Pr s
当主运动与进给运动同时进行时，刀具切 削刃上某一点相对工件的运动称为合成切削运 动，其大小与方向用合成速度向量ve表示。如图 1.3所示，合成速度向量等于主运动速度与进给 运动速度的向量和。即
ve=vc+vf
图1.3 切削时合成切削速度
第二节 刀具切削部分的基本定义
一、刀具的组成
• 由夹持部分(刀柄)和切削部 分(刀头)两大部分组成。
• 车削和刨削时，背吃刀量就是工件上已加工表面和待加工表
第1章 刀具几何角度
a）
b）
c）
刃倾角对排屑方向的影响
• 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 ' ）；
• 余偏角：在基面Pr内测量的主切削平面PS与背 平面PP间的夹角，记为ψr，
• ψr=90°- 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，
（1）当 i 0, pi ps , i s （2）当 i 90 0 , pi po , i o
（3）当 i 1800 r , pi p f , i f
tan f tan o sin r tan s cos r
（4）当 i 900 r , pi pp , i p
1. 切削运动
为了切除多余的金属， 刀具和工件之间必须有相对运 动，即切削运动。切削运动可 分为主运动和进给运动。
1）主运动
切削运动
是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速
度最高。有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）
直线运动（刨削、拉削的刀具运动）
运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
正交平面参考系：
由基面Pr、切 削平面Ps和正平 面Po构成的空间
三面投影体系称 为正交平面参考 系。
三、刀具的标注角度 1.正交平面参考系中的刀具标注角度
(1) 在基面Pr上刀具标注角度有：
主偏角kr──在过主切削刃选定点的基面内， 主切削刃与进给方向间的夹角；
副偏角kr′──在过副切削刃选定点的基面内， 副切削刃和进给方向间所夹的锐角；
金属切削原理和刀具(第5版课后习题答案解析)
第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。
刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。
1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。
不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。
刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。
不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。
只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。
假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。
第一章刀具几何角度及切削要素PPT课件
2、参考系 1正交平面参考系
基面Pr 通过切削刃上
某一选定点，垂直于切 削速度的平面
切削平面Ps过主切
削刃选定点，与切削刃 相切并垂直与基面
正交平面Po通过切
削刃上选定点同时垂直 于切削平面与基面的平 面。
20
21
2法平面参考系 由Pr、Ps、Pn
三个平面组成
法平面(Pn) 过切削刃上选 定点并垂直于 切削刃或其切 线的平面
33
tan(
90 n )
df Od
de cos s Od
tan( 90 o ) cos s
cot n cot o cos s
tan
n
tan cos
o s
(1-12)
34
二、垂直于基面的任一剖面与正交平面的前、 后角换算
ta i O E n E G E O F F E A G O C B E O D ta o A O O n tE a C s n
间夹角。 (2)后角αo 正交平面中测量的后面与切削
平面间夹角。 (3)主偏角κr 基面中测量的主切削平面与
假定工作平面间夹角。 (4)刃倾角λs 切削平面中测量的切削刃与
基面间夹角。
25
26
ta o t n a o cn r o r ) s t( a s sn i r n r )(( 1-7)
进给量又可用进给速度 f表示： f 指切削刃 选定点相对工件进给运动的瞬时速度，单 位为mm/s或m/min。车削时进给运动速度：
f nf
（1-2）
9
（3）背吃刀量 a p (切削深度) a p 指垂直于进给速度方向测量的切削层最
大尺寸，单位为mm。车外圆时：
ap
1第一章 刀具几何角度及切削要素
静止参考系分类
正交平面参考系 法平面参考系 假定工作平面参考系
（一）正交平面参考系
基面（Pr）：过切削刃选定点，车刀的基面平行于刀 体底面。 主切削平面（Ps）： 通过主切削选定点，与主切削 刃相切并垂直于基面的平面。若主切削刃为直线，主 切削平面则为主切削刃和主运动方向所构成的平面。 正交平面（Po）： 通过主切削刃选定点并同时垂直 于基面和主切削面的平面。
一、切削运动
如图1-1 观察切削过程参考系
1.概念 切削运动：在切削加工时，工件与 刀具之间的相对运动。 2.分类 按所起的作用来划分，切削运动可 分为： 1.主运动 2.进给运动
1.主运动
概念：刀具与工件之间最主要的相对运 动。 形式：主运动可以是旋转运动（如车削、 镗削中主轴的运动），也可以是直线运 动（如刨削、拉削中的刀具运动）。 特点：消耗功率最多，速度最高。主运 动通常只有且必须有一个。
一、切削运动工件上形成的表面
切削加工时工件上形成三个不断变化 着的表面：
（１）已加工表面 （２）待加工表面 （３）过渡表面
三.切削层
切削层是由切削部分切过工件一个单程 所 切除的工件材料层。 公称横截面积SABCD 实际切削横截面积SABCE 残留横截面积SAED
图1-1切削运动、切削层与成形表面
参看图1-1
dw dm ap 2
dw――待加工表面直径
dm――已加工表面直径
六.切削时间和材料切除率
1.切削时间tm 概念 :直接改变工件尺寸、形状等工艺 过程所需要的时间。（单位：min)
计算公式：
lA tm Vf ap
l :刀具行程长度 A：半径方向加工余量
第1章 刀具几何角度及切削要素
作用：影响刀具的径向分力、轴向分力和切削力的大小
选择原则：根据加工性质、刀具材料、工件材料等因素进行选择
常用值：在车削加工中，常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等
副偏角
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
作用：减小已加工表面的粗糙度，提高刀具的耐用度
定义：副偏角是指刀具切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角
对加工质量的影响：进给量过小，容易产生切削硬化现象
切削深度
定义：切削深度是指刀具切削刃在切削过程中的垂直于切削刃的深度
选择合适的切削深度：根据加工要求和刀具材料选择合适的切削深度，以获得最佳的加工效果
注意事项：避免切削深度过大导致刀具损坏或工件表面质量下降
影响因素：刀具材料、工件材料、切削速度、进给量等
切削液
定义：切削液是一种在金属切削过程中用于冷却、润滑和清洗的液体
选择依据：根据不同的加工要求和刀具材料选择合适的切削液
分类：水溶液、乳化液、切削油等
作用：降低切削温度、减少刀具磨损、提高切削效率
切削力
切削力的定义：切削力是指切削过程中，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。
切削力的来源：切削力主要来源于工件材料的弹性变形、塑性变形和摩擦所消耗的功。
切削力的作用：切削力的大小直接影响切削过程的稳定性、刀具的磨损和寿命，以及加工表面的质量。
切削力的测量：通过测量切削力，可以了解切削过程中的各种物理现象，为优化切削参数和提高加工效率提供依据。
汇报人：
感谢观看
选择原则：根据加工要求和刀具材料来选择合适的副偏角
注意事项：副偏角不宜过大，否则会降低刀具的耐用度
刃倾角
类型：正刃倾角、负刃倾角和零刃倾角
金属切削原理及刀具(第5版课后习题答案解析)
第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。
刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。
1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。
不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。
刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。
不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。
只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。
假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。
第一章 刀具几何角度及切削要素.pptx
图1-23 斜角切削与实际前角
图1-15 倒角刀尖与倒棱前面的定向角
第五节 刀具的工作角度
一、刀具工作参考系及工作角度 二、刀具安装对工作角度的影响 三、进给运动对工作角度的影响
一、刀具工作参考系及工作角度
一、刀具工作参考系及工作角度
工作角度：用工作参考系定义的刀具角度。
1、刀具工作参考系（推荐3种）
工作正交平面参考系 工作假定工作平面、背平面参考系 工作法平面参考系
tan 0 tan 0 cos(kr k r) tan s sin(kr k r) tan s tan 0 sin(kr k r) tan s cos(kr k r)
(1) 楔角βo 正交平面中测量的前面与后面间夹角。
0 9 0 （ - 0 0）
(2) 刀尖角εr 基面投影中，主、副切削刃间的夹角。
图1-1 车削运动、切削层及形成表面 1—待加工表面 2—过渡 表面 3—已加工表面
二、 切削用量、切削时间与材料切除率
2.进给量f 3.背吃刀量ap(切削深度) 4.切削时间tm(机动时间) 5.材料切除率Q
1.切削速度vc
1、切削速度VC：——指切削刃选定点相对工件主运动的 瞬时速度，单位为m/s 或m/min
•3、刀尖 主、副切削刃汇交的 一小段切削刃。
1) 刀尖圆弧半径rε，它是在基面上测量的刀尖倒圆的公称半径。 2) 倒角刀尖长度bε。 3) 刀尖倒角偏角。
图1-5 刀楔、刀尖形状参数 a)刀楔及刀楔断面形状 b)刀尖形状
提高刃口强度和改善刀尖切削性能的措施：
二、刀具角度参考系
参考系：用于定义刀具角度的各基准坐标平面
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节
车刀角度
任务：车刀图示表达与分析 重点-难点-考点： 刀具切削部分几何参数的基本定义； 刀具的工作角度概念及影响因素；
一、刀具的组成
一、刀具的组成
车刀组成 ——刀柄（杆）：用于装夹
刀面 ——刀头：用于切削{ 刀尖
刀刃
1.刀面
1.前面（Aγ ） 前面（前刀面）是刀具上切屑流过的表面。 2.主后面（Aα ） 主后面（主后刀面）是与工件上过渡表面相对 的表面。 3. 副后面（A’ α ） 副后面（副后刀面）是与工件上已加工表面相 对的表面。
2.材料切除率Q
概念：单位时间内切除掉的材料的体积。 单位：mm3/min 计算公式： Q=1000 apf vc
三、合成切削运动与合成切削速度
合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。 合成切削速度：切削刃选定点相对于工件合 成切削运动的瞬时速度。
课堂任务
任务1-1
总结
切削运动的概念 切削用量
2．进给运动
概念：刀具与工件之间产生的附加相对运动， 配合主运动，不断将多余的金属投入切削，以 保持切削连续进行或反复进行的运动。 完成者：进给运动可由刀具完成（如车削、钻 削），也可由工件完成（如铣削）； 特点：进给运动不限于一个（如滚齿），个别 情况也可以没有进给运动（如拉削）。一般而 言，进给运动速度较低，消耗功率较少。
图1-2 车外圆切削时间计算图
刀具切入与切出的确定 合理确定切入与切出长度，有助于刀具顺利切入与切出零件,避免损 坏刀具与碰伤零件。 如图所示用钻头钻孔，钻头定位于R点，从R点以进给速度作Z向进 给，到孔底部后，应安排快速退到R点。长度A为切入距离，B为切 出距离，A与B实际尺寸要视工件表面状态和加工性质而定。
2.切削刃
1.主切削刃（S） 主切削刃是前刀面与主后面相交而得到的 交线，用以形成工件的过渡表面。它完 成主要的金属切除工作。 2.副切削刃（S’） 副切削刃是前刀面与副后面相交而得到 的交线。
3.刀尖
刀尖是指主切削刃与副切削刃的连接处相当少 的一部分切削刃。为了增加刀尖处的强度，改 善散热条件，通常在刀尖处磨有圆弧或直线过 渡刃。
pr、ps、po组成一个正交的正交平面参考系。
（一）正交平面参考系图
图 1-6 正交平面参考系主、副切削刃上的坐标平面
（二）法平面参考系
基面（Pr）：过切削刃选定点，平行或垂直于 刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位 的一个平面或过回转轴线的平面。 主切削平面（Ps）通过主切削选定点，与主切 削刃相切并垂直于基面的平面。 法平面（Pn）过切削刃选定点垂直于切削刃的 平面。
（１）待已加工表面（2）过渡表面（3）已加工表面
四、切削用量
切削用量 1．切削速度 2．进给量 3．背吃刀量（切削深度）
用于调整机床、计算切削力、切削功率、核算工 序成本、夹具设计等所必需的参数。
1．切削速度
概念：切削刃选定点相对于工件主运动 的瞬时速度 符号：vc 计算公式：vc=π dn/1000 (m/min) d:刀具选定点的旋转直径（mm） n:工件或刀具转速(r/min)
参看图1-1
dw dm ap 2
dw――待加工表面直径
dm――已加工表面直径
六.切削时间和材料切除率
1.切削时间tm 概念 :直接改变工件尺寸、形状等工艺 过程所需要的时间。（单位：min)
Hale Waihona Puke 计算公式：lA tm Vf ap
l :刀具行程长度 A：半径方向加工余量
参看下页图1-2
金属切削原理与刀具
教 信 师： 冯和平 箱：pcoqrs@
第一章 基本定义
观 察 自 己 … … …
第一章 基本定义
本章主要介绍金属切削的几何参数， 是学习切削原理与刀具设计、使用、刃磨的基础。
第1节 车削运动
第1节 车削运动
图1-1 车削运动、形成的表面、切削层和车外圆切削时间的计算 1-待加工表面 2-过渡表面 3-已加工表面
4.刀楔
为提高刃口强度和满足加工要求，在前后刀面磨制倒棱面，
二、刀具角度参考系
1.刀具静止参考系： 刀具静止参考系：在刀具设计、制造、刃磨、测量 时用于定义刀具几何参数的参考系。 在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。 建立刀具标注角度参考系时不考虑进给运动的影响， 且假定车刀刀尖与工件中心等高，车刀刀杆中心线 垂直于工件轴线。 2.刀具工作参考系： 用于定义刀具工作时角度的参考系。在该参考系 中定义的角度称为刀具的工作角度。
静止参考系分类
正交平面参考系 法平面参考系 假定工作平面参考系
（一）正交平面参考系
基面（Pr）：过切削刃选定点，车刀的基面平行于刀 体底面。 主切削平面（ Ps ）： 通过主切削选定点，与主切削 刃相切并垂直于基面的平面。若主切削刃为直线，主 切削平面则为主切削刃和主运动方向所构成的平面。 正交平面（Po）： 通过主切削刃选定点并同时垂直 于基面和主切削面的平面。
一、切削运动
如图1-1 观察切削过程参考系
1.概念 切削运动：在切削加工时，工件与 刀具之间的相对运动。 2.分类 按所起的作用来划分，切削运动可 分为： 1.主运动 2.进给运动
1.主运动
概念：刀具与工件之间最主要的相对运 动。 形式：主运动可以是旋转运动（如车削、 镗削中主轴的运动），也可以是直线运 动（如刨削、拉削中的刀具运动）。 特点：消耗功率最多，速度最高。主运 动通常只有且必须有一个。
2.进给量
进给量f:工件或刀具每转或行程，刀具在进给 运动方向上相对与工件的位移量。参看图1-1 单位： mm/r
进给速度vf：切削刃选定点相对与工件进给运 动的瞬时速度。 单位：mm/s; m/s。 计算公式：vf=n*f
3.背吃刀量（切削深度）
背吃刀量ap:垂直于进给运动方向测量的 切削层的最大尺寸.（mm）
一、切削运动工件上形成的表面
切削加工时工件上形成三个不断变化 着的表面：
（１）已加工表面 （２）待加工表面 （３）过渡表面
三.切削层
切削层是由切削部分切过工件一个单程 所 切除的工件材料层。 公称横截面积SABCD 实际切削横截面积SABCE 残留横截面积SAED
图1-1切削运动、切削层与成形表面