3金属切削的基本定义

第三讲金属切削的基本定义

1刀具切削部分的基本定义。

1.1刀具切削部分的组成

车刀切削部分——“三面两刃一尖”

1 前面：前面是刀具上切屑流过的表面，又称前刀面。

2 主后面：主后面是刀具上与过渡表面相对的表面。

3 副后面：副后面是刀具上与工件已加工表面相对的表面。

4 主切削刃：主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。

5 副切削刃：副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。

6 刀尖：刀尖指的是主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。

可见国标《金属切削基本术语》 ( GB/T12204-90 )

1.2确定刀具角度的参考系

刀具静止参考系（标注参考系）：不考虑进给运动，并在特定的安装条件下的参考系。

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。

组成刀具静止参考系的参考平面有：

1 基面Ｐr

基面是通过主切削刃上某一选定点，垂直于该点主运动方向的平面。车刀的基面平行于刀具底平面。

2 切削平面Ps

切削平面是通过主切削刃上某一选定点，与主切削刃相切且垂直于基面的平面。 3 正交平面Po

它是通过切削刃上的选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。因此，它必须垂直于切削刃在基面上的投影。

4 法平面Pn

它是通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。

5 假定工作平面Pf

通过切削刃选定点并垂直于基面，而且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轴线，一般说来其方位要平行于假定的进给运动方向。 6 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。

三种静止参考系：

正交平面参考系 Pr－Ps－Po：由基面、切削平面和正交平面组成。.

法平面参考系 Pr－Ps－Pn：由基面、切削平面和法平面组成。

背平面 -假定工作平面参考系Pr－Pp－Pf：由基面、背平面和假定工作平面组成。

1.3刀具的标注角度

1 正交平面参考系内的刀具角度

1)主偏角kr：在基面 Pr上，主切削平面(即主切削刃选定点处的切削平面)与假定工作平面之间的夹角，它总是正值。

2)刃倾角λs：在主切削平面 Ps内，主切削刃与基面间的夹角。正负规定如图

3)前角γo 在主切削刃上选定点的正交平面Po内，前面与基面间的夹角。正负规定如

4)后角αo 在同一正交平面内，后面与切削平面间的夹角。正负规定如图

2 法平面参考系内的刀具角度(Pr-Ps-Pn)

法平面参考系与正交平面参考系的区别，仅在于以法平面代替正交平面作为测量前角和后角的平面。

3 假定工作平面，背平面参考系内的刀具角度(Pr-Ｐf－Ｐp)

在Pr-Pp-Pf参考系中，在主切削刃的某一选定点上由于有Pp和Pf两个测量平面，故有背前角γp、背后角αp、背楔角βp及侧前角γf、侧后角αf、侧楔角βf两套角度。而在基面和切削平面内测量的角度(kr、k′r、εr和λs)则与正交平面参考系相同。

不同参考系内的标注角度可以进行换算。

2 刀具的工作角度

若考虑实际进给运动和安装情况的影响，刀具角度的参考系将发生变化，其工作角度就不同于标注角度。在某些情况下，进给运动和刀具安装对工作角度产生的影响不能忽略的。

1 刀具安装高低对工作角度的影响

提问： 1．当刀尖低于工件中心时，工作角度将怎样变化？ 2．内孔镗削时刀尖安装高低对工作角度有何影响？

2 刀具轴线与进给方向不垂直时对工作角度的影响

3 进给运动对工作角度的影响

1)横车

2)纵车

结合金工实习讨论：

<1.> 切断时，切断刀工作后角将怎样变化？刃磨刀具时应如何考虑？

<2.> 车削螺纹时刀具工作后角将怎样变化？

4 加工表面的形状对工作角度的影响 图1-18

2 切削层参数与切削方式

这部分内容以自学为主。

2.1切削层参数

切削层是指由切削部分的一个单一动作所切除的工件材料层称为切削层。

1切削层公称横截面积A

Ｄ

切削层在基面内的实际横截面积，单位为 mm２。常简称切削面积。

2 切削层公称宽度b

Ｄ

实际参加切削的那段主切削刃在基面上投影的两个端点间的距离，即在基面内沿过渡表面度量的切削层尺寸。常简称切削宽度。

3 切削层公称厚度h

D

指切削层横截面积 Ac(即切削层公称横截面积AＤ与残留面积Ar之和)与切削层公称宽度bＤ之比，即在基面内垂直于过渡表面度量的切削层尺寸，常简称切削厚度。

切削用量和切削层参数合称切削要素。

2.2切削方式

1 自由切削与非自由切削

只有一条直线切削刃参加切削，称为自由切削。

2 直角切削与斜角切削

切削刃与切削速度方向垂直的，亦即刃倾角λs＝0的切削方式，称为直角切削，又叫正交切削。切削刃与切削速度方向不垂直，亦即刃倾角λs≠0的切削方式，称为斜角切削。大多数为斜角切削方式。

本章小结：

1．任何一种切削加工，刀具与工件之间必须作一定的相对运动。这种切削运动分为主运动和进给运动。

主运动和进给运动可用切削速度v和进给量f进行定量的描述。vc、f 和背吃刀量asp三者称为切削用量三要素。切削用量选择是否合理，对切削过程的基本规律有很大影响。

2．车刀切削部分的几何形状是其它各种刀具切削部分的基本形态。车刀切削部分的几何要素虽然很多，但主要的可以归纳为“一点、二线、三面、四角”。对这“一、二、三、四”不仅要了解其定义，而且要有清晰的空间概念。能熟练地注出各个平面（各个参考系内）的角度。

3．无论前角还是后角，在不同参考系内的数值是不同的，不同参考系内的角度可以换算。

4. 刀具在设计、制造和测量时标注的角度称为标注角度。它是在不考虑进给运动的影响和在特定的工件安装条件下给定的。刀具在切削过程中的角度称为工作角度。一般情况下两种角度可等同看待，某些情况下，必须考虑进给运动和工件实际安装情况的影响。

5．切削层公称厚度hD和公称宽度bD，经常被用来说明切削过程的机理，要掌它们与ap、kr之间的关系。

6．要了解直角切削和斜角切削；自由切削和非自由切削的概念。