教 案 内蒙古职业机电技术学院 第二章刀具基本定义 【内容提要】 本章主要介绍切削运动及形成的表面、刀具几何角度、机动时间、金属切除率 的基本概念:明确切削用量要素和切削层参数:常用刀具静止和工作状态下的特 点及应用知识。 【目的要求】 1、明确基本概念,会画刀具图,能看懂刀具图 2、会根据加工具体情况判断刀具静止和工作状态下的几何角度、切削用量以及 切削层参数; 3、试根据加工具体情况正确选择和确定刀具几何角度、切削用量以及切削层参 数 【本章内容】 第一次课 切削运动及形成表面 、切削运动 金属切削运动,是指刀具从工件表面上切除多余的金属层,并形成合乎要求 的表面(即合乎精度、形状、表面质量上的要求)的运动。 切削时,通常切削运动按其所起的作用可分为两种主运动和进给运动。如 图 1、主运动:指切削过程中速度最高、消耗功率最多的运动。 比如:车削外圆时工件旋转运动,刨削平面时刀具直线往复运动。主运动有 刀具或工件来完成,其形式可以是旋转运动或直线运动,但每种切削加工方法的 主运动只有一个 主运动的速度即为切削速度,用V表示,单位是mmin或ms。值得注意的 是以后一提到切削速度就知道是主运动的速度。 2、进给运动:是新的金属层不断投入切削的运动
2 教 案 内蒙古职业机电技术学院 1 第二章 刀具基本定义 【内容提要】 本章主要介绍切削运动及形成的表面、刀具几何角度、机动时间、金属切除率 的基本概念；明确切削用量要素和切削层参数；常用刀具静止和工作状态下的特 点及应用知识。 【目的要求】 1、明确基本概念，会画刀具图，能看懂刀具图； 2、会根据加工具体情况判断刀具静止和工作状态下的几何角度、切削用量以及 切削层参数； 3、试根据加工具体情况正确选择和确定刀具几何角度、切削用量以及切削层参 数。 【本章内容】 第一次课 §2-1 切削运动及形成表面 一、切削运动 金属切削运动，是指刀具从工件表面上切除多余的金属层，并形成合乎要求 的表面（即合乎精度、形状、表面质量上的要求）的运动。 切削时，通常切削运动按其所起的作用可分为两种:主运动和进给运动。如 图。 1、主运动：指切削过程中速度最高、消耗功率最多的运动。 比如：车削外圆时工件旋转运动，刨削平面时刀具直线往复运动。主运动有 刀具或工件来完成，其形式可以是旋转运动或直线运动，但每种切削加工方法的 主运动只有一个。 主运动的速度即为切削速度，用 Vc表示，单位是 m/min 或 m/s。值得注意的 是以后一提到切削速度就知道是主运动的速度。 2、进给运动：是新的金属层不断投入切削的运动
教 案 内蒙古职业机电技术学院 表示方法:{(1)进给速度"′(m/min或mm/s) (2)进给量f(单位mm/n)表示。 在生产实际中,有时将进给运动称为走刀运动,进给量称为走刀量 进给运动的速度和消耗的功率都要比主运动小得多。 比如:车削外圆时车刀的纵向连续直线进给运动;创削平面时工件的间歇直 线进给运动 进给运动形式可以是直线运动、旋转运动或两者的组合,也可以是连续的或 是断续的。有工件或刀具来完成进给运动,但进给运动可能不止一个。 3、合成切削运动 进行切削时,主运动与进给运动同时进行。对于刀具切削刃上的一点来说都 是做的合成切削运动。假如A点,相对于工件有一个旋转运动,同时又相对工 件作了一个直线运动,那么A点的合成切削运动速度用v表示,即 (是矢量相加,而不是大小相加) 由于=mamn/000.切削刃上各点速度v不等,由此可推出合成切削速度 在各点上的大小和方向也不相等。 对于外圆车刀来讲,直径d大的地方合成速度也"大。 、工件上的几个表面 1、待加工表面:即将被切除的表面; 2、加工表面:切削刃正在切削的表面; 3、已加工表面:切削后形成的新表面 切屑:在刀刃的作用下离开工件母体的金属或者说被切下的金属 (本节掌握:主运动、进给运动和合成切削运动的概念)
2 教 案 内蒙古职业机电技术学院 2 表示方法： （1）进给速度 f v （mm/min 或 mm/s） （2）进给量 f (单位 mm/r)表示。 在生产实际中，有时将进给运动称为走刀运动，进给量称为走刀量。 进给运动的速度和消耗的功率都要比主运动小得多。 比如：车削外圆时车刀的纵向连续直线进给运动；刨削平面时工件的间歇直 线进给运动。 进给运动形式可以是直线运动、旋转运动或两者的组合，也可以是连续的或 是断续的。有工件或刀具来完成进给运动，但进给运动可能不止一个。 3、合成切削运动 进行切削时，主运动与进给运动同时进行。对于刀具切削刃上的一点来说都 是做的合成切削运动。假如 A 点，相对于工件有一个旋转运动，同时又相对工 件作了一个直线运动，那么 A 点的合成切削运动速度用 Ve表示，即 Ve=Vc+Vf （是矢量相加，而不是大小相加） 由于 c v =π w d n/1000,切削刃上各点速度 c v 不等，由此可推出合成切削速度 e v 在各点上的大小和方向也不相等。 对于外圆车刀来讲，直径 d 大的地方合成速度也 e v 大。 二、工件上的几个表面 1、待加工表面：即将被切除的表面； 2、加工表面：切削刃正在切削的表面； 3、已加工表面：切削后形成的新表面。 切屑：在刀刃的作用下离开工件母体的金属或者说被切下的金属。 （本节掌握：主运动、进给运动和合成切削运动的概念）
教 案 内蒙古职业机电技术学院 §2-2刀具切削部分几何角度 同学们想一想,为什么要以外圆车刀为例? 切削刀具的种类繁多,形状各异。但从切削部分的几何特征上看,却具有共 性。外圆车刀切削部分的基本形态可作为其他各类刀具的切削部分的基本形态。 因此外圆车刀可以看是其他各类刀具的演变,都是在这个基本形态上演变出各自 的特点,所以本节以外车刀切削部分为例,给出刀具几何参数方面的有关定义 、外圆车刀切削部分的组成 车刀由刀杆和刀头组成,也就是导体和切削部分。刀体用于安装切削部分用 于进行金属切削加工。切削部分的组成: 刀锕 切制邮份 剥切劇刃S 毫■ 第一副后刀■A1 主切削刃8 第二副后刀A 第一前刀面A1(侧驶) 第二前刀画A 第一后刀画刃带)Aa 刀尖 算二后刀圆Aa2 1、前刀面A切屑流经的刀面 2、后刀面A:与加工表面相对的刀面。 3、副后刀面A。:与已加工表面相对的刀面 4、主切削刃S:前后刀面的交线。负担主要的切削工作。也称主刀刃 副切削刃S′前面与副后刀面的交线。只参加少量的切削,形成已加工 表面。也称副刀刃。 6、刀尖:主副刀刃的交点。它可以是一个点、直线或圆弧
2 教 案 内蒙古职业机电技术学院 3 §2-2 刀具切削部分几何角度 同学们想一想，为什么要以外圆车刀为例？ 切削刀具的种类繁多，形状各异。但从切削部分的几何特征上看，却具有共 性。外圆车刀切削部分的基本形态可作为其他各类刀具的切削部分的基本形态。 因此外圆车刀可以看是其他各类刀具的演变，都是在这个基本形态上演变出各自 的特点，所以本节以外车刀切削部分为例，给出刀具几何参数方面的有关定义。 一、外圆车刀切削部分的组成 车刀由刀杆和刀头组成，也就是导体和切削部分。刀体用于安装切削部分用 于进行金属切削加工。切削部分的组成： 1、前刀面 Ar:切屑流经的刀面 。 2、后刀面 Aα：与加工表面相对的刀面 。 3、副后刀面 Aαˊ:与已加工表面相对的刀面。 4、主切削刃 S：前后刀面的交线。负担主要的切削工作。也称主刀刃。 5、副切削刃 Sˊ:前面与副后刀面的交线。只参加少量的切削，形成已加工 表面。也称副刀刃。 6、刀尖：主副刀刃的交点。它可以是一个点、直线或圆弧
教 案 内蒙古职业机电技术学院 由此可看出:外圆车刀切削部分的特点是“321”;即3面2刃1尖。而切断 刀切削部分的特点是“432”。即4面3刃2尖。 二、刀具标注角度坐标系 刀具要从工件上切下金属,就必须是它具备一定的切削角度,也正是由于这些角度 才决定了刀具切削部分各表面的空间位置。为了确定切削部分各刀面在空间的位置,要 人为的建立基准坐标系。要建立坐标系,首先应建立坐标平面。以这些坐标平面为基准, 建立坐标系,平面称为基隹坐标平面 基准坐标平面」基面P(二者以切削速度为依据 切削平面P ※※在建立基准坐标平面以前,首先要做两点假设: (1)假设主运动方向垂直于车刀刀杆底面 (2)假定进给运动方向平行于车刀刀杆底面 有了这两点假设,我们就好定义基准坐标平面了 (1)基面P:过切削刃上的选定点,垂直于切 削速度方向的平面。 特点:V相切于外圆,则P∥刀杆底面。 进给方向在P内 (2)切削平面P:过切削刃上的选定点,包括切削刃或切于切削刃(曲面 刃)且垂直于基面P的平面。 特点:P⊥刀杆底面,V方向在P内。P⊥P。V不垂直于P vv考虑问题:分析切断刀的基面P和切削平面P。 为了能清楚的表达切削部分的空间几何角度,人为的建立起空间坐标系。 主剖面系 最常用 空间坐标系法剖面系 较常用
2 教 案 内蒙古职业机电技术学院 4 由此可看出：外圆车刀切削部分的特点是“321”；即 3 面 2 刃 1 尖。而切断 刀切削部分的特点是“432”。即 4 面 3 刃 2 尖。 二、刀具标注角度坐标系 刀具要从工件上切下金属，就必须是它具备一定的切削角度，也正是由于这些角度 才决定了刀具切削部分各表面的空间位置。为了确定切削部分各刀面在空间的位置，要 人为的建立基准坐标系。要建立坐标系，首先应建立坐标平面。以这些坐标平面为基准， 建立坐标系，平面称为基准坐标平面。 基准坐标平面 基面 Pr 二者以切削速度 Vc为依据 切削平面 Ps ※※ 在建立基准坐标平面以前，首先要做两点假设： （1）假设主运动方向垂直于车刀刀杆底面； （2）假定进给运动方向平行于车刀刀杆底面。 有了这两点假设，我们就好定义基准坐标平面了。 （1）基面 Pr：过切削刃上的选定点，垂直于切 削速度方向的平面。 特点：Vc相切于外圆，则 Pr∥刀杆底面。 进给方向在 Pr内。 （2）切削平面 Ps：过切削刃上的选定点，包括切削刃或切于切削刃（曲面 刃）且垂直于基面 Pr的平面。 特点：Ps⊥刀杆底面，Vc方向在 Ps 内。Ps⊥Pr。Vf 不垂直于 Ps。 ▼▼ 考虑问题：分析切断刀的基面 Pr和切削平面 Ps。 为了能清楚的表达切削部分的空间几何角度，人为的建立起空间坐标系。 主剖面系 最常用 空间坐标系 法剖面系 较常用
教 案 内蒙古职业机电技术学院 进给、切深剖面系 较常用 最大前角、最小后角剖面系 少用 下面先学习主剖面参考系 (一)主剖面参考系(P-P-P0) 主剖面参考系包括基面P、切削平面P:基准坐标平面 主剖面P。:测量平面 P和P的概念已讲过,这里主要讲主剖面P (1)概念:过切削刃上选定点,同时垂直于基面P和切削平面P的平面, 或者说垂直于切削刃在基面P上的投影 (2)特点:P⊥P、⊥P1P包含切削速度V的方向 通过以上分析我们知道,用坐标平面和测量平面与刀具各刀面间形成相应 的角度,从而可以确定各刀面在空间的位置。例:前刀面A的位置是由前刀面 A,和基面P在主剖面P内形成的角度确定:后刀面A由后刀面A与切削平面 在主剖面P内形成的角度确定。 (本次课还需掌握外圆车刀切削部分的组成;掌握主剖面参考系中基面、切 削平面以及主剖面的概念及特点。) 课后作业:课后习题—第二章:(1)、(2)、(3) 第二次课 (二)主剖面参考系中表达的角度
2 教 案 内蒙古职业机电技术学院 5 进给、切深剖面系 较常用 最大前角、最小后角剖面系 少用 下面先学习主剖面参考系 （一）主剖面参考系（Pr-Ps-Po） 主剖面参考系包括 基面 Pr、切削平面 Ps：基准坐标平面 主剖面 Po：测量平面 Pr和 Ps的概念已讲过，这里主要讲主剖面 Po： （1）概念：过切削刃上选定点，同时垂直于基面 Pr和切削平面 Ps的平面， 或者说垂直于切削刃在基面 Pr上的投影。 （2）特点：Po⊥Ps⊥Pr Po 包含切削速度 Vc的方向。 通过以上分析我们知道，用坐标平面和测量平面与刀具各刀面间形成相应 的角度，从而可以确定各刀面在空间的位置。例：前刀面 Ar 的位置是由前刀面 Ar和基面 Pr在主剖面 Po 内形成的角度确定；后刀面 Aα由后刀面 Aα与切削平面 在主剖面 Po 内形成的角度确定。 （本次课还需掌握外圆车刀切削部分的组成；掌握主剖面参考系中基面、切 削平面以及主剖面的概念及特点。） 课后作业：课后习题——第二章：（1）、（2）、（3） 第二次课 （二）主剖面参考系中表达的角度