第一章刀具几何角度与切削要素

2.切削层公称宽度bD
平行于正在加 工的表面（过 渡表面）度量 的切削层参数。 bD＝ap／sinKr
垂直于正在加工的 表面（过渡表面）度量 的切削层参数。
hD＝fsinKr
车削时的切削层尺寸
③切削层公称横截面积AD
在切削层参数平面 内度量的横截面积。 A D ＝ h D b D = a pf
上述公式中可看出 hD、bD均与主偏角有 关，但切削层公称横截面积AD只与hD、bD 有关。 或f、ap有关。
图 2－ 4 车 刀 的 构 成
2.刀刃
（1）主切削刃S 前面与主后面在空间的交线。 主切削刃S 前面与主后面在空间的交线。 （2）副切削刃S' 前面与副后面在空间的交线。 副切削刃S' 前面与副后面在空间的交线。
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。
正交平面参考系中的车刀标注角度
（2）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给 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 运动速度vf反方向之间的夹角。 3）刀尖角εr 主、副切削刃在基面上的投影之 间的夹角，它是派生角度。εr=180°-(κr ＋κr′) εr是标注角度是否正确的验证公式之一。 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。
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 切削时直接改变工 件尺寸、形状等工 艺过程所需的时间， 单位为min tm=LA/vcap
切削时间t 4、切削时间tm
材料切除率Q 5、材料切除率Q
三要素的乘积作 为衡量指标，单 位为mm3/min， Q=1000vcfap
三、合成切削速度与合成切削运动
合成切削运动是主运动与进给运动合成的运动。 切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度称 合成切削速度。
Ve=Vc+Vf
第二节 刀切削部分的基本定义
一、刀具的构成
由工作部分和非工作部分构成。 由工作部分和非工作部分构成。 车刀的工作部分比较简单，只由切削部分 构成，非工作部分就是车刀的柄部(或刀 杆)。 不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部 分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变 而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参 数。
2)假定工作平面参考系 考系。
pr 、 pf 、 pp组成的参
假定工作平面参考系的坐标平面
（三）刀具的标注角度
（1）正交平面中测量的刀具角度
1)前角γO 前面与基面之间的夹角。 2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。 3)楔角βo 前面与后面之间的夹角，它是个派生角。 它与前角、后角有如下的关系：βo＝90°－(γO＋αo) βo也是判断标注是否正确的验证式之一。 说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、 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， 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。 响等条件下确定的。
①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。
切削刃上选定 点相对于工件 的瞬时主运动 方向。
2、 进给运动 、
①进给运动方向 ②进给速度vf
切削刃上选定 点相对于工件 的进给运动的 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）。 切削刃上选定 点相对于工件 的瞬时进给方 向。 切削时刀具切 过工件的一个单程 所切除的工件材料 层。
一. 切削运动与切削层
切削运动指切削加工时， 切削运动指切削加工时，切削工具和工件之间 指切削加工时 的相对运动。 的相对运动。
1、 主运动
由机床或人力提供的刀具与 工件之间主要的相对运动, 它使刀具切削刃及其邻近的 刀具表面切入工件材料，使 被切削层转变为切屑, 从而 形成工件的新表面。在切削 运动中，主运动速度最高、 耗功最大，是切下切屑所必 须的基本运动。
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。 1、切削速度
指切削刃选定点相对于 工件主运动的瞬时速度。 外圆车削的切削速度为 vc =πdn/1000
2、进给量
是指刀具或工件在进给运动方向上相对 工件或刀具的位移量。 当主运动是回转运动时，进给量指 工件或刀具每回转一周，两者沿进给方 向的相对位移量，单位为mm/r； 当主运动是直线运动时，进给量指 刀具或工件每往复直线运动一次，两者 沿进给方向的相对位移量，单位为 mm/str或mm/单行程；
为提高刃口强度以满足不同加工要求，在前后面上均可磨出 副倒棱面。
为了改善刀尖的切削性能， 为了改善刀尖的切削性能，常将刀尖做成 修圆刀尖或倒角刀尖。 修圆刀尖或倒角刀尖。
（二）刀具角度参考系
• 刀具角度是为刀具设计、制造、刃磨和测 量时所使用的几何参数，它们是确定刀具切 削部分几何形状（各表面空间位置）的重要 参数。 • 用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面 称为参考系; • 参考系可分为刀具静止参考系和刀具工作 参考系两类。
1.刀 面
图2－4
（1)前刀面Aγ 切屑流过的刀面。 1)前刀面A 切屑流过的刀面。 前刀面
（2)主后刀面Aa 2)主后刀面A 主后刀面
与工件正在被切削加工的表面 过渡表面）相对的刀面。 （过渡表面）相对的刀面。
（3)副后刀面Aa’ 与工件已切削加工的表面相对 3)副后刀面A 副后刀面 的刀面。 的刀面。
刀具静止参考系
在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何 参数的参考系称为刀具静止参考系或标注角度参考系。 在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。 静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是正交平 正交平 面参考系,其它参考系有法平面参考系、假定工作平 面参考系 面参考系等。
1.正交平面参考系
第五节 刀具的工作角度
刀具工作参考系
切断刀安装高低对工作角度的影响
车刀刀杆轴线与进给方向不垂直对工作角度的影响
第六节 切削层与切削方式
一、切削层参数
1.切削层公称厚度hD
切削层是指在切削过程中， 由刀具在切削部分的一个单一 动作（或指切削部分切过工件 的一个单程，或指只产生一圈 过渡表面的动作）所切除的工 件材料层。
第一章 刀具几何角度及切削要素
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。
第一节 切削运动与切削用量
正交平面参考系
2. 法平面参考系
1)法平面 刃的平面
通过切削刃上选定点并垂直于切削
2)法平面参考系
pr、ps、pn组成的参考系。
图 正交平面参考系与法平面参考系
3.假定工作参考系 3.假定工作参考系
1)假定工作平面 通过切削刃上选定点并垂直 于该点基面以及其方位平行于假定进给运动方 向的平面。
车削加工是一种最常见的、典型的切削加工 方法。车削加工过程中工件上有三个不断变化着 的表面 。 （1）待加工表面 工件上待切除 的表面。 工件上经刀具 切削后产生的 新表面。 工件上切削刃正 在切削的表面。 它是待加工表面 和已加工表面之 间的过渡表面。
（2）已加工用量、
3、切削层 、
其中，四边形ABCD称为切削层公称横截面积。切削 层实际横截面积是四边形ABCE，ΔAED为残留在已 加工表面上的横截面积。
切削加工过程中的工件表面
切削刃相对于工件的运动过程, 切削刃相对于工件的运动过程, 就是表面形成过程。 就是表面形成过程。 在这个过程中, 在这个过程中, 切削刃相对于工 件的运动轨迹面就是工件上的加工表 面和已加工表面。 面和已加工表面。 有两个要素，一是切削刃, 有两个要素，一是切削刃, 二是 切削运动。 切削运动。 不同的切削运动的组合, 不同的切削运动的组合,即可形成 各种工件表面。 各种工件表面。
（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°。
车刀前、后角和刃倾角正、负的规定 车刀前、后角和刃倾角正、 a） 前、后角 b）刃倾角
(1)基面pr (2)切削平面ps (3)正交平面po
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。 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）。
通过切削刃 上选定点，垂直 于基面并与主切 通过切削刃上选定点， 削刃相切的平面。 同时与基面和切削平面垂 直的平面。