刀具应用几何角度的分析及.,刀具角度,车刀几何角度的测量,江恩几何角度线,几何..
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
刀具应用几何角度的分析及.
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口十天内免登录
《金属切削原理与刀具》
图书介绍金属切削原理与刀具ISBN：978-7-主编：杨雪玲 李晓静定价：35.00元&
开本：16开版次：2012年8月第1版内容简介：本书是为适应职业技术教育教学改革需要而编写的，旨在培养学生利用金属切削原理与刀具相关知识解决生产实际问题的能力。本书在编写中力求结合生产实际，突出应用性，形成教师好教、学生易学的教材特色；同时强调以能力为本的教育理念。本书紧紧围绕职业教育培养目标，讲求实效，图文并茂，通俗易懂，简单实用，以“够用为准”的原则，力求以较少的篇幅完成对所需内容的介绍。
本书的主要内容包括基本概念、刀具材料、金属切削的基本规律、切削理论的应用、磨削与砂轮、车刀、孔加工刀具、铣削与铣刀、拉刀、齿轮加工刀具和数控刀具及其工具系统。本书可作为职业院校机械制造、数控技术和机电一体化等专业的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。目录项目一& 基本概念任务1 切削运动与切削用量任务2 刀具切削部分的基本定义任务3 刀具的工作角度任务4 切削层与切削方式任务5 刀具角度的换算任务6 刀具角度的一面二角分析法项目二& 刀具材料任务1 概述任务2 高速钢任务3 硬质合金任务4 陶瓷任务5 超硬刀具材料项目三& 金属切削的基本规律任务1 切削变形与切屑形成任务2 切削力任务3 切削热与切削温度任务4 刀具磨损与刀具寿命项目四& 切削理论的应用任务1 切屑控制任务2 工件材料的切削加工性任务3 切削剂的选用任务4 已加工表面质量任务5 刀具几何参数的合理选择任务6 切削用量的合理选择任务7 现代切削新技术简介项目五& 磨削与砂轮任务1 磨削运动任务2 砂轮任务3 磨削过程任务4 磨削力和磨削温度任务5 磨削表面质量与砂轮修整任务6 特种磨削任务7 石材用人造金刚石磨具简介任务8 刀具刃磨与重磨项目六& 车刀任务1 车刀的类型任务2 焊接式车刀任务3 机夹式车刀任务4 可转位车刀任务5 涂层刀具项目七& 孔加工刀具任务1 钻削与麻花钻任务2 深孔钻任务3 扩孔钻、锪钻任务4 铰刀任务5 镗刀任务6 复合孔加工刀具项目八& 铣削与铣刀任务1 铣刀的几何参数任务2 铣削用量和切削层参数任务3 铣削力任务4 铣削方式任务5 铣刀的磨损与铣刀寿命任务6 常用尖齿铣刀项目九& 拉刀任务1 拉刀的种类任务2 拉刀的结构组成及主要参数任务3 拉削方式项目十& 齿轮加工刀具任务1 齿轮加工刀具的分类任务2 齿轮滚刀任务3 蜗轮滚刀任务4 插齿刀项目十一& 数控刀具及其工具系统任务1 对数控刀具的要求任务2 数控刀具的工具系统任务3 刀具尺寸的控制系统与刀具磨损、破损检测在线试读部分章节金属切削原理与刀具项目一基本概念项目一 基 本 概 念本项目首先介绍切削运动与切削用量，然后以车刀为代表，讲解与刀具相关的基本定义和画法，同时阐明刀具几何角度因所建立的坐标系变化而发生的变化；而这种变化影响到刀具实际的切削状况，至于刀具在不同坐标系中的换算和角度分析仅作为阅读参考，用于帮助学生进一步深入研究。具体需要掌握以下内容：(1)切削层、切削用量、切削时间与材料切除率等概念；(2)用刀具的图示来进行分析的方法；(3)切削用量和刀具的几何角度。任务1切削运动与切削用量了解工件上的待加工表面、过渡表面和已加工表面的概念；掌握切削运动的相关知识点；掌握切削层、切削用量、切削时间与材料切除率的概念。一、切削时工件上的3个表面在切削过程中，工件上有3个不断变化的表面，如图1-1所示。待加工表面指工件上即将被切除的表面；过渡表面是工件上由切削刃正在形成的表面；已加工表面指工件上切削后形成的表面。二、切削运动切削加工时，按工件与刀具的相对运动所起的作用不同，切削运动可分为主运动与进给运动。如图1-1(b)所示表示了车削时的主运动、进给运动及合成切削运动与合成切削速度。(一)主运动主运动是切削时最主要的、消耗动力最多的运动，它是刀具与工件之间产生的相对运动。主运动速度用vc表示，如车、镗削的主运动是机床主轴的旋转运动。(二)进给运动进给运动是刀具与工件之间产生的附加运动，以保持切削连续地进行。如图1-1(b)所示的vf是车外圆时纵向进给运动速度，它是连续的，而横向进给运动是间断的。(三)合成切削运动与合成切削速度主运动与进给运动合成的运动称合成切削运动。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，如图1-1(a)所示，其中ve=vc+vf。图1-1车削运动、合成切削速度、切削层及形成表面三、切削层、切削用量、切削时间与材料切除率切削用量是切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)的总称。它表示主运动及进给运动量，用于调整机床的工艺参数。(一)切削层切削层指切削时刀具切过工件的一个单程所切除的工件材料层。图1-1(b)所示工件旋转一周的时间，刀具正好从位置Ⅰ移到位置Ⅱ，切下Ⅰ与Ⅱ之间的工件材料层。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，△AED为残留在已加工表面上的横截面积。(二)切削速度vcvc指切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时速度，单位为m/s或m/min。车削时切削速度计算式为vc=πdn1 000=dn318(1-1)式中n——上件或刀具的转速，单位为r/min；d——工件或刀具选定点旋转直径，单位为min。(三)进给量f进给量为刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用工件每转(行程)的位移量来度量，单位为mm/r。进给量又可用进给速度vf表示：vf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mm/min。车削时进给运动速度为vf=nf(1-2)(四)背吃刀量ap (切削深度)ap指垂直于进给速度方向测量的切削层最大尺寸，单位为mm。由图1-1(b)所示知，车外圆时，背吃刀量ap为ap=(dw-dm)2(1-3)式中dw——待加工表面直径，单位为mm；dm——已加工表面直径，单位为mm。(五)切削时间tm(机动时间)tm指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。它是反映切削效率高低的一个指标。由图1-2所示知，车外圆时，有tm=lAvfap(1-4)式中l——刀具行程长度，单位为mm；A——半径方向加工余量，单位为mm。图1-2车削外圆时切削时间理论计算量示意图将式(1-1)、式(1-2)代入式(1-4)中，可得tm=πdlA1 000apfvc(1-5)由式(1-5)知，提高切削用量中任何一个要素，均可降低切削时间。(六)材料切除率Q材料切除率是单位时间内所切除材料的体积，是衡量切削效率高低的另一个指标，单位为mm3/min。材料切除率的计算式为Q=1 000apfvc(1-6)任务2刀具切削部分的基本定义切削刀具种类繁多，形状各异。但从切削部分的几何特征上看，都具有共性。为此，以外圆车刀为例来研究刀具切削部分的基本形态。以切削刃为单元，各类车刀都是切削刃的不同组合，并按各自的切削特点演变而来。为此，需要了解刀具的组成，掌握刀具角度参考系及刀具角度的相关知识。一、刀具的组成如图1-3所示，车刀由刀头、刀柄两部分组成。刀头用于切削，刀柄用于装夹。刀具切削部分由刀面、切削刃构成。刀面用字母A与下角标组成的符号标记，切削刃用字母S标记。副切削刃及其相关的刀面在标记时用右上角加上一撇以示区别。图1-3车刀切削部分的构成(一)刀面(1)前面Aγ(前刀面)：刀具上切屑流过的表面。(2)后面Aα(后刀面)：与过渡表面相对的表面。(3)副后面Aα′(副后刀面)：与已加工表面相对的表面。前面与后面之间所包含的刀具实体部分称刀楔。(二)切削刃(1)主切削刃S：前、后面汇交的边缘(理论上是两平面相交直线的一部分)。(2)副切削刃S′：除主切削刃以外的切削刃。(三)刀尖主、副切削刃汇交的一小段切削刃称刀尖。由于切削刃不可能刃磨得很锋利，总有一刃口圆弧，如刀楔的放大部分如图1-4(a)所示，刃口的锋利程度用切削刃钝圆半径rn表示，一般工具钢刀具rn约为0.01～0.02 mm，硬质合金刀具rn约为0.02～0.04 mm。为了提高刃口强度以满足不同加工要求，在前、后面上均可磨出倒棱面Aγ1，Aα1如图1-4(a)所示。bγ1是第一前面Aγ1的倒棱宽度；bα1是第一后面Aα1的倒棱宽度。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，如图1-4(b)所示。图1-4刀楔、刀尖形状参数(a)刀楔及刀楔剖面形状；(b)刀尖形状其参数有：(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，单位为mm。(2)倒角刀尖长度bε，单位为mm。(3)刀尖倒角偏角κrε，单位为(°)。不同类型的车刀，其切削部分可能不同。如图1-5所示的切断刀，除前刀面、后刀面外，有两个副后刀面、两个副切削刃和两个刀尖。但组成刀具的最基本单元是两个刀面汇交形成的一个切削刃，简称两面一刃。所以，任何复杂的刀具都可将其分为一个个基本单元进行分析。图1-5切断刀的组成二、刀具角度参考系及刀具角度为了确定刀具切削部分组成中的刀面在空间的位置及相互关系，从而确定刀具的几何形状，要建立基准坐标面组成的参考坐标系。这样便于设计、测量、刃磨和分析刀具的几何角度，另外，同一把刀具因它相对于工件的位置发生变化，会引起刀具切削的工作状况发生变化。为直观分析刀具工作状态而建立的坐标系称工作参考系。参考系有以下两类。(1)刀具静止参考系：它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义的刀具角度称刀具标注角度。(2)刀具工作参考系：它是确定刀具切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角度称刀具工作角度(下节着重介绍此内容)。刀具设计时标注、刃磨、测量角度最常用的是正交平面参考系，但在标注可转位刀具或大刃倾角刀具时，常用法平面参考系。在刀具制造过程中，如铣削刀槽、刃磨刀面时，常需用假定工作平面、背平面参考系中的角度，或使用前、后面正交平面参考系中的角度。这4种参考系刀具角度是ISO 77标准所推荐的，本书仅介绍前3种。(一)正交平面参考如图1-6所示，正交平面参考系由以下3个平面组成。(1)基面(Pr)：过切削刃选定点平行于安装面(或垂直刀具上假定主运动方向)的平面，车刀的基面可理解为平行刀具底面的平面。(2)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。(3)正交平面(Po)：过切削刃选定点同时垂直于切削平面与基面的平面。在正交平面参考系中，最基本的角度类型只有4个，即前角、后角、偏角、刃倾角4角。图1-6正交平面参考系及其角度其定义如下：(1)前角γo：正交平面中测量的前面与基面间夹角。(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。此外，为了比较切削刃、刀尖的强度，刀具上还定义了2个角度，它们属派生角度。(1)楔角βo：正交平面中测量的前面与后面间夹角。βo=90°-(αo+βo)(1-7)(2)刀尖角εr：基面投影中，主、副切削刃间的夹角。εr=180°-(κr + κr′) (1-8)刀具角度标注符号下标的英语小写字母，与测量该角度用的参考系平面符号下标一致。例如，P表示坐标平面，在P右下角加r就表示基面Pr；在P右下角加s就表示切削平面Ps，在P右下角加o就表示正交平面Po。在P右下角加n表示在法平面Pn，在P右下角加f表示进给平面Pf，在P右下角加p表示在背平面Pp。同理，角度右下角带角标r表示在基面内测量的角度；带o表示在正交平面内测量的角度；带s表示在切削平面内测量的角度；带n表示在法平面内测量的角度等；右上角加一撇表示副刀刃上的平面或角度。如图1-7所示，过副切削刃某一点X′也可建立副切削平面和副正交参考系平面。副刃与主刃的基面是同一个面，且位于同一个前刀面内。如图1-6所示，用上述4角就能确定车刀主切削刃及其前、后面的方位。其中用γo，λs两角确定前面的方位，用ao，κr两角可确定后面的方位，用κr,λs两角可确定主切削刃的方位。同理，副切削刃及其相关的前、后面在空间的定向也需要4个角度，即副前角γo′副后角ao′副偏角κr′副刃倾角λs′它们的定义与主刃4个角度类似。由于图1-7中的车刀主刃与副刃共处在同一前刀面上，主刃的前面也是副刃的前面。当标注了γo′,λs两角，前刀面的方位就确定了，副刃前面的定向角γo′,λs′ 就属于派生角度，不必再标注。它们可由γo,λs,κr、κr′等角度换算得出。tanγo′=tanγocos(κr+κr′)+tanλssin(κr+κr′)(1-9)tanλs′=tanγosin(κr+κr′)-tanλscos(κr+κr′)(1-10)图1-7副正交平面参考系及其角度(二)法平面参考系及其角度法平面参考系由Pr,Ps,Pn3个平面组成，其中，法平面(Pn)是过切削刃某选定点，垂直于切削刃的平面。在法平面参考系中除了法平面、法前角γn和法后角αn以外，其他平面及角度与正交平面参考系中规定的完全相同,如图1-8所示。图1-8法平面参考系及刀具角度(1)法前角γn：在法平面内测量的前面与基面间夹角。(2)后角αn：在法平面内测量的后面与切削平面间夹角。(三)假定工作平面参考系及其角度假定工作平面参考系由Pr,Pf,Pp3个平面组成,其中：(1)假定侧平面(又称进给平面)Pf：过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。(2)假定背平面(又称切深平面)Pp：过切削刃选定点既垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。图1-9假定进给平面参考系及刀具角度在假定进给平面Pf背平面Pp参考系中测量的刀具角度有侧前角γf、侧后角αf、背前角γp、背后角αp，如图1-9所示。(1)侧前角γf：在侧平面内测量的前面与基面间夹角。(2)侧后角αf：在侧平面内测量的后面与切削平面间夹角。(3)背前角γp：在背平面内测量的前面与基面间夹角。(4)背后角αp：在背平面内测量的后面与切削平面间夹角。以上讨论了正交平面、法平面和假定的背平面、侧平面3种参考系及其角度,一般情况下，主要采用正交平面参考系。即在图样上标注κr,κr′,λs,γo,αo和α′等6个角度，有时应补充标柱法γn,αn。(四)刀具前角、后角及刃倾角正负的规定如图1-10所示，前面与基面平行时前角为零。前面与切削平面间夹角小于90°时，前角为正；大于90°时，前角为负。后面与基面间夹角小于90°时，后角为正;大于90°时，后角为负。刃倾角是前面与基面在切削平面中的测量值，因此其正负的判断方法与前角类似。切削刃与基面(车刀底平面)平行时，刃倾角为零，刀尖相对车刀的底平面处于最高点时，刃倾角为正，处于最低点时，刃倾角为负。三、不同参考系角度小结上述各参考系平面及角度的定义归纳在表1-1中。刀具角度正负的规定如图1-10所示。表1-1刀具各参考系与刀具角度定义刀具组成切削刃相关刀面标注参考系代号组成平面特征刀具角度定义符号名称构成平面测量平面SAγAαPoPrPs⊥vc⊥Pr并与S相切γoαoκr前角后角主偏角Aγ，PrAα,PsPs,PfPoPrPo⊥Pr且⊥Psλs刃倾角Aγ,PrPsPnPrPsPn⊥vc⊥Pr并与S相切⊥Sγnαnκrλs法前角法后角主偏角刃倾角Aγ,PrAα,Ps同Po坐标系PnPrPsPfPrPfPp⊥vc∥vf且⊥Pr⊥Pr且⊥Pfγfγpαfαp侧前角背前角侧后角背后角Aγ,PrAα,PsPfPpPfPp图1-10刀具角度正负的规定任务3刀具的工作角度本任务需要掌握刀具工作参考系及工作角度；掌握刀具安装及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图1-11刀具工作参考系刀具安装位置、切削合成运动方向的变化，都会引起刀具工作角度的变化。因此，研究切削过程中的刀具角度，必须以刀具与工件的相对位置、相对运动为基础建立参考系，这种参考系称工作参考系。用工作参考系定义的刀具角度称工作角度。(一)刀具工作参考系刀具工作参考系根据GB/T 1推荐了3种，即工作正交平面参考系Pre，Pse，Poe，工作侧平面、背平面参考系Pre，Pfe，Ppe，工作法平面参考系Pre，Pse，Poe，其中应用最多的是工作正交平面参考系。刀具工作参考系可参阅图1-11。其定义如下：(1)工作基面Pre：通过切削刃选定点垂直于合成切削速度方向的平面。(2)工作切削平面Pse ：通过切削刃选定点与切削刃相切，且垂直于工作基面的平面。该平面包含合成切削速度方向。(3)工作正交平面Poe：通过切削刃选定点，同时垂直于工作切削平面与工作基面的平面。(二)刀具工作角度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。工作角度的标注符号分别是γoe，αoe，κr，λse，γfe，αfe′，γpe，αpe′。二、刀具安装及进给运动对工作角度的影响(一)刀柄偏斜对工作主、副偏角的影响如图1-12(a)所示，车刀随四方刀架逆时针转动θ角后，工作主偏角将增大，工作副偏角将减少。例如，精车时可调整θ=κr′，则车刀工作副偏角κr′就等于0°。注意，当车刀随四方刀架顺时针转动θ角时，工作主偏角将减少，工作副偏角将增大。实际上，进给运动方向不平行于工件旋转轴线时对工作主、副偏角的影响，与车刀随四方刀架顺时针转动刚好相同。如图1-12(b)所示，为扳动小拖板车外锥面的情况，由于刀具进给方向与工件轴线偏转了θ角(圆锥半角)，从而引起工作主偏角减小，工作副偏角增大。同样，θ=κr，则车刀工作主偏角κr就等于0°。图1-12刀柄偏斜或进给方向变化对工作主、副偏角的影响(a)刀柄安装偏斜对工作主、副偏角的影响；(b)进给方向对工作主、副偏角的影响(二)切削刃安装高低对工作前、后角的影响如图1-13所示，车刀切削刃选定点A高于工件中心h时，将引起工作前、后角的变化。不论是因为刀具安装引起的，还是由于刃倾角引起的，只要切削刃选定点不在工件中心高度上，则A点的切削速度方向就不与刀柄底面垂直。工作参考系平面Pre,Pse,转动了μ角，工作前角增大μ,后角减小μ。sin μ=2hd(1-11)同理，切削刃选定点A低于工件中心时，h值与μ角为负值，将引起工作前角减小,工作后角加大。加工内表面时，情况与加工外表面正好相反。不难看出,工作前、后角的变化量μ与h值成正比，与工件直径d成反比。因此，加工小直径的零件，如切断到近中心处，或钻头近中心切削刃，即使h值控制得很小，由于d值很小，引起的μ角也不能忽略。而加工直径较大的零件，μ角的影响可不计。图1-13切断时切削刃高于工件中心对工作图1-14横向进给对工作前、后角的影响前、后角的影响同样，在车槽或切断时，假定的工作侧(进给)平面Pf与正交平面Po重合,如图1-14所示，由此得tan μo=tan μf=fπdw工作前角γoe 为γoe=γfe=γo+ μf；工作后角αoe为αoe=αfe=αo-μf。可以看出，μf值与进给量f和工件直径dw的大小有关。当采用自动进给切断时，进给量一定，工件直径dw不断减小，甚至为负值。因此，对切断刀的后角αo应采用较大值，并在切断终了时，应减小进给量f，以免产生噪音或打刀。(三)纵向进给运动对工作角度的影响纵向进给车外圆时切削合成运动产生的加工表面为阿基米德螺旋线，如图1-15所示。过主切削刃上选定点A的加工表面螺旋升角为μf。tan μf=fπdw(1-12)由于在Pf剖表面倾斜了μf角，因此在Pf剖面中后角减小了μf角，前角增加了μf角。图1-15纵向进给运动对工作前、后角的影响以上讨论的刀具工作角度是单独考虑一个因素的影响，实际工件中的刀具可能既有安装的偏斜或高低的影响，又有进给运动的影响。此时应综合考虑各项影响的结果，利用叠加原理将各项叠加起来进行计算。如图1-16所示的梯形螺纹车刀，由于车螺纹合成切削速度方向的变化，使加工表面倾斜了螺旋面螺纹升角μf。但若刀头安装时绕刀柄轴线转动一角度τ角，并调整到τ=μf，则这两项对工作前、后角的影响正好抵消。工作前、后角仍相当于刃磨的前、后角。这就是利用可旋转刀夹来车削梯形螺纹的设计原理。图1-16梯形螺纹车刀合成切削速度方向的变化对工作前、后角的影响任务4切削层与切削方式本任务需要了解切削层相关参数；掌握各种切削方式的原理及其特点。一、切削层参数切削层为切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层。切削层形状、尺寸直接影响着切削过程的变形、刀具承受的负荷以及刀具的磨损。为简化计算，切削层形状、尺寸规定在刀具基面中度量，即切削层公称横截面中度量。如图1-17所示，当主、副切削刃为直线，且λs=0、κr＞0°时，切削层公称横截面ABCD为平行四边形，若κr＝90°时，则为矩形。图1-17切削层参数(a)车外圆；(b)车端面；(c)圆弧刃车削切削层尺寸是指在刀具基面中度量的切削层长度与宽度，它与切削用量ap，f大小有关。但直接影响切削过程的是切削层横截面及其厚度、宽度尺寸。它们的定义与符号如下：(一)切削层公称横截面积AD切削层公称横截面积简称切削层横截面积，它是在切削层尺寸平面里度量的横截面积。AD＝hDbD=apf (1-13)(二)切削公称厚度hD切削公称厚度简称切削厚度，它是在垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。hD＝fsinκr(1-14)(三)切削公称宽度bD切削公称宽度简称切削宽度，它是在平行于过渡表面度量的切削层尺寸。bD=apsinκr(1-15)切削宽度bD是切削刃和过渡表面的接触长度在基面上的投影。当刃倾角λs＝0时，为实际切削宽度；当λs≠0时，其实际切削宽度bD为bD=apsinκrcosλs(1-16)分析式(1-14)、式(1-15)、式(1-16)可知，切削厚度与切削宽度随主偏角大小变化。当κr=90°时，hD=f，bD=ap。AD只与切削用量ap， f有关，不受主偏角的影响。当κr≠90°时，切削厚度hD和切削宽度bD随主偏角而变化。但切削层横截面的形状则与主偏角、刀尖圆弧半径大小有关。随主偏角的减小，切削厚度将减小，而切削宽度将增大。按式(1-14)计算得到的AD是公称横截面积，而实际切削横截面积为图1-17中的四边形EBCD。(四边形EBCD)=AD(四边形ABCD)-△A(△ABE)式中，△称残留面积，它直接影响已加工表面粗糙度。二、切削方式(一)自由切削与非自由切削只有一个主切削刃参加切削称自由切削，主、副切削刃同时参加切削称非自由切削。自由切削时切削变形过程比较简单，它是进行切削试验研究常用的方法。而实际切削通常都是非自由切削。(二)正交切削(直角切削)与非正交切削(斜角切削)切削刃与切削速度方向垂直的切削称直角切削。切削刃不垂直切削速度方向的切削称斜角切削。因此，刃倾角不等于零的刀具均属斜角切削方式。斜角切削具有刃口锋利，排屑轻快等许多特点。(三)实际前角切削过程中实际起作用的前角称实际前角，它是图1-18斜角切削与实际前角包含切屑流出方向并与基面垂直的平面中测量的前面与基面的夹角。斜角切削时切屑流出方向有较大的偏转，实际前角有明显的增大。如图1-18所示为斜角切削的情况。图中△OAD是过上切削刃上O点作的基面Pr。△OAB是过主切削刃上O点作的法剖面Pn。△ODE是包含切屑流出方向OE与切削速度方向ED组成的排屑平面，用符号Pη标记。Pη剖面中测量到的前角(OE与OD间夹角)即实际前角，记作γη。由实验可证明流屑角λη≈λs，从空间几何关系可推证如下公式：sinγη=sinγncos2λs+sin2λs(1-17)分析式(1-17)知：λs角较小时，γη角主要由法前角γn决定；当λs角很大时，γη角主要由λs角决定。λs&75°时，不论γn角多小，γη角都接近λs角的数值。这就是大刃斜角薄层加工刀具的原理之一。任务5刀具角度的换算刀具角度是设计选用刀具的重要参数，也是加工、刃磨时调整机床的原始数据。刀具角度换算的目的是根据设计、工艺的需要，将某一参考系的角度变换为另一所需参考系的角度。下面采用解析计算法，通过投影作图将刀具角度空间关系转化为平面几何图形，进而导出刀具角度换算公式，这是分析刀具角度的最基本的方法。一、正交平面系、法平面系前、后角换算如图1-19(a)所示，过主切削刃S上O点作参考系平面Pr，Ps，Po，Pn。图中直线Oa即是Pr,Po 的交线，也是Po,Pn的交线。直线Ob是Aγ,Po的交线。直线Oc是Aγ,Pn的交线。因为Pn⊥S，前面上直线cb∥s，所以ac⊥bc。直角三角形△Oab,△Oac,△abc，可得tanγn=acOa=abcosλsOatanγn=tanγocosλs(1-18)在图1-19(b)中，直线Od既是Pr,Po的交线，也是Pr,Pn的交线，直线Oe是Po与Aα的交线。直线Of是Pn与Aα的交线。因为Pr⊥Ps，所以当Aα与Ps平面间夹角存在αo,αn时，Aα与Pr平面间夹角必为(90°-αo),(90°-αn)。某一刀面与基面的夹角，可当做该平面与切削平面夹角的余角。这种前、后角互余的关系在任一个剖面中都存在。所以从图1-19(b)中知：图1-19正交平面系、法半面系前、后角换算(a)γo与γn关系；(b)αo与αn关系tan(90°-αn)=dfOd=decosλsOd=tan(90°-αo)cosλscotαn=cotαocosλstanαn=tanαocosλs(1-19)二、垂直于基面的任一剖面与正交平面的前、后角换算如图1-20所示，过主切削刃S上O点作参考系平面Pr，Ps，Po，以及任意剖面Pi(与Ps夹角为i、垂直于Pr的平面)。图中直线OA是Pr，Po的交线；OC是Pr，Ps的交线；OE是Pr，Pi的交线。Aγ与Ps，Pi，Po的交线分别是OD，OG，OB。取EF=AB，即CF∥OB∥DG，则Pi剖面中的前角γi为tanγi=EGOE=EF+FGOE=AB+CDOE=OAtanγo+OCtanλsOEtanγi=tanγosini+tanλscosi (1-20)式(1-20)中γi角随i角而变化。i=0°时，Pi与Ps重合，γi=λs；i=90°时，Pi与Po重合，γi=γo；i=(180°-κr)时，Pi与Pf重合，γi=γf；tanγf=tanγosinκr-tanλscosκr(1-21)i=(90°-κr)时，Pi与Pp重合，γi=γp；tanγp=tanγocosκr+tanλssinκr(1-22)令式(1-21)× sinκr+式(1-22)×cosκr化简可得tanγo=tanγfsinκr+tanγpcosκr(1-23)令式(1-21)×cosκr-式(1-22)×sinκr化简可得tanλs=tanγpsinκr-tanγfcosκr(1-24)当主、副切削刃均在同一前刀面上时，令i=(180°-κr-κr′)时，Pi与Ps′重合，γi=λs′，可导出λs′的公式：tanλs′=tanγosin(κr+κr′)-tanλscos(κr+κr′)i=(90°-κr-κr′)时，Pi与Po′重合，γi=γo′，可导出γo′的公式：tanγs′=tanγocos(κr+κr′)-tanλssin(κr+κr′)如图1-20所示，若设想图中的前面为刀具的“后面”，则各剖面中的“后面”与基面的夹角为(90°-αi)，(90°-αo)等。把这种角度互余的关系代入式(1-20)，可得cotαi=cotαosini+tanλscosi(1-25)在式(1-24)中，分别令i=(180°-κr )，i=(90°-κr)，则可导出假定进给平面、背平面后角换算式为cotαf=cotαosinκr-tanλscosκr(1-26)cotαp=cotαocosκr+tanλssinκr(1-27)图1-20垂直于基面的任意剖面前角的计算任务6刀具角度的一面二角分析法由立体几何的基础知识可知，三点决定一平面；两条平行直线可决定一平面；两条相交直线也决定一平面。所以，要确定空间任意一个平面方位只要定出两条相交直线即可。而直线在坐标平面内只要给出定点和它与坐标轴间的夹角就可确定，因此，表示空间任意一个平面方位所用的定向角度只需两个。所以，判断刀具切削部分需要标注的独立角度数量可用一面二角分析法确定。即刀具需要标注的独立角度数量是刀面数量的2倍。实际上是利用了所在刀面内的两条直线的方位角。分析任何一种刀具，包括钻头、铣刀、螺纹刀具、切齿刀具等复杂刀具几何参数时，都可将复杂的刃形分为一个个切削刃，每个切削刃应有前、后两个刀面，每个刀面应标注两个独立角度。一般车刀前面定向角用γo，λs后面定向角用αo，κr(可转位刀具前面定向角可用γn，λs，后面定向角可用αn，κr面铣刀前面定向角可用γf，γp，后面定向角可用αf，κr)。用工作图标注刀具几何参数时首先应判断或假定刀具上哪条是主切削刃，哪条是副切削刃。然后就可确定各切削刃的基准坐标平面及全部的标注参数。下面举例分析：一、直头外圆车刀如图1-5所示的直头外圆车刀由前面、后面、副后面组成，有3个刀面，3×2=6，需要标注6个独立角度。即前面定向角γo，λs；后面定向角αo，κr；副后面定向角αo′，κr′。二、45°弯头车刀如图1-21所示，弯头车刀磨出4个刀面、3条切削刃，即主切削刃ab，副切削刃bc或ad。其用途较广，可用于车外圆(见图(a))、车端面(见图(b))、镗孔(见图(c))或倒角(见图(d))。45°弯头车刀需要标注的独立角度共有8个，即主切削刃ab前面定向角γo，λs；主切削刃ab后面定向角αo，κr；副切削刃bc副后面定向角αo′，κr′；副切削刃ad副后面定向角αo′，κr′。图1-2145°弯头车刀(a)车外圆；(b)车端面；(c)镗孔；(d)倒角三、切断刀如图1-22所示，设车刀以横向进给切槽或切断。刀具有一条主切削刃，两个刀尖，两条副切削刃。可以认为图1-22切断刀几何角度切断刀是两把端面车刀的组合，同时车出左、右两个端面。图中两条副切削刃与主切削刃同时处在一个前刀面上，因此，这把切断刀共有4个刀面。4×2=8，需要标注的独立角度共有8个。当切断刀κr =90°时，Po平面就是刀具右侧视图。κr小于90°时，左(L)右(R)主偏角与刃倾角的关系如下：κrR = 180°-κrLλsR =-λsL习惯上标注左切削刃上的主偏角、刃倾角，而右刃角度是派生角度。因此，切断刀各刀面的定向角是：前面定向角γo，λsL；后面定向角αo，κrL；左副后面定向角αoL′，κrL′；右副后面定向角αoR′，κrR′。图1-23倒角刀尖与倒棱前面的定向角四、倒角刀尖、倒棱的参数如图1-23所示，当刀具磨出倒角刀尖、平面倒棱时，运用一面二角分析法可知：倒角刀尖刃的两个定向角是倒角切削刃后角αoε、偏角κrε。倒棱刃的两个定向角是倒棱刃前角γo1,倒棱刃倾角λs1。由于一般倒棱面沿切削刃是等宽的，即λs1=λs，则λs1角可不再标注。此外，还需要标注倒棱刃宽度bγ11.车削直径为60 mm，长为160 mm棒料外圆，若选用ap=3 mm，f=0.5 mm，n=240 r/min，A=5 mm。试计算切削速度vc、切削机动时间tm、材料切除率Q为多少?2.刀具正交平面参考系平面中Pr，Ps，Po及其刀具角γo，αo，κr，λs如何定义?用图表示之。3.Pr，Ps，Pn的法平面系与其基本角度定义与正交平面系及其刀具角度定义有何异同点？在什么情况下γo＝γn?4.进给工作平面Pf、背平面Pp、参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf＝γo,γp＝γo？5.已知抗冲击车刀几何角度为κr=45°，γo=30°，αo=10°，λs=-30°，κr′=15°，αo′=8°。试计算刀具法前角γn、实际前角γη、副切削刃斜角λs′、副切削刃前角γo′为多少度?6.Poe系平面Poe，Pre，Pse及工作角度γoe，αoe，κre，λse如何定义？7.已知用κr=90°，κr′=2°，γo=5°，αo=12°，λs=0°的切断刀切断直径为40 mm棒料。若切削刃安装时高于中心0.2 mm，试计算(不考虑进给运动的影响)切断后工件端面留下的剪断芯柱直径。提示：工件直径被切到较小时，工作后角减小。当工作后角减小到零度时，切削刃无切削作用，刀具继续进给时，后刀面推挤工件料芯，最终被剪断。8.车削外径为36 mm、中径为33 mm、内径为29 mm、螺距为6 mm的梯形螺纹时，若使用刀具前角0°、左刃后角αoL=15°、右刃后角αoR=8°。试问左、右刃工作前、后角是多少？9.在题1中，若使用刀具主偏角κr=75°。试问其切削厚度、切削宽度、切削层公称横截面积为多少？10.作图表示外圆、端面、镗孔、切槽刀的几何角度。
本文来源：网易
责任编辑：HN004
参与网易房产电商、尊享惊喜购房优惠！
　　网易购房直通车打造舒适看房、放心买房的一站式贴心服务，直通车网友可享受合作楼盘的独家额外购房折扣优惠。
报名方式：1、直接拨打 400-0报名； 2、或填写以下资料进行网上预约：
手机号码：
楼盘名称：
关键词阅读：
文明上网，登录发贴
网友评论仅供其表达个人看法，并不表明网易立场。
9月27日，周口一医院门前医生和护士被逼着轮流抱着一幼儿尸体，孩子家人在一旁谩骂和威胁。