金属切削加工基础知识 联系客服

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刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的速度,单位为 或 。由于切削刃上各点的切

削速度是不同的,计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。外圆车刀车削外圆时的切削速度计算式为:

(7-1)

式中 —工件待加工表面的直径(mm), —工件的转速( )。

2.进给量

刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量称进给量,不同的加工方法,由于所用刀具和切削运动形式不同,进给量的表述和度量方法也不同。进给量的单位是

(用于车削、镗削等)或

程(用于刨削、磨削等)。进给量表示进给运动的速度。进给运动速度还可以用进给速度

)或每齿进给量

(用于铣刀、铰刀等多刃刀具,单位是

齿)表示。一般

(单位是

(7-2)

式中 —主运动的转速( ), —刀具齿数。

3.背吃刀量(切削深度)

在垂直于主运动方向和进给运动方向的工作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。对于外圆车削,背吃刀量为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离,单位

。即

(7-3)

式中 —工件待加工表面的直径( ), —工件已加工表面的直径( )

2.2切削加工刀具的基本知识

金属切削过程中,直接完成切削工作的是刀具,而刀具能否胜任切削工作,主要由刀具切削部分的合理几何形状与刀具材料的物理、机械性能决定。

2.2.1刀具切削部分的结构要素

切削刀具的种类很多,结构也多种多样。车刀、刨刀均属单刃刀具,而钻头、铣刀等为多刃刀具,虽然它们形状不同,但它们切削部分的结构要素及其几何形状都具有许多共同的特征,因此正确认识与理解单刃刀具是认识与理解多刃刀具的基础。

如图7-4所示,车刀由刀体(夹持部分)与刀头(切削部分)组成。刀体用来将车刀夹持在车床刀架上,起支承和传力作用,刀头担负切削工作。车刀切削部分(又称刀头)由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成

图7-4车刀的组成

其定义分别为:

(1)前刀面(前面)刀具上与切屑接触并相互作用的表面。

(2)主后刀面(主后面) 刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表面。 (3)副后刀面(副后面) 刀具上与工件已加工表面相对并相互作用的表面。 (4)主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。

(5)副切削刃 前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作,并最终形成已加工表面。

图7-5刨刀、钻头、铣刀切削部分的形状

(6)刀尖

主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的直线段或圆弧。

由此可见,车刀主要由三个刀面、两条切削刃和一个刀尖组成,其它各类刀具,如刨刀、钻头、铣刀等,都可看作是车刀的演变和组合。如图7-5所示,刨刀切削部分的形状与车刀相同(图7-5a);钻头可看作是两把一正一反并在一起同时车削孔壁的车刀,因而有两个主切削刃,两个副切削刃,还增加了一个横刃(图7-5b);铣刀可看作由多把车刀组合而成的复合刀具,其每一个刀齿相当于一把车刀(图7-5c)。

2.2.2刀具的几何角度 1.刀具角度参考坐标系

刀具角度是确定刀具切削部分几何形状的重要参数,要确定刀具的角度,必须先确定用于定义和规定刀具角度的各种基准坐标平面,组成各种参考坐标系,以外圆车刀为例在生产实践中最常用的坐标系是正交平面参考坐标系,如图7-6所示主要三个平面组成:

(1)基面 过切削刃选定点,垂直于该点假定主运动方向的平面。用Pr表示。

(2)切削平面 过切削刃选定点,与切削刃相切,并垂直于刀具基面的平面。主切削平面用Ps表示,副切削平面用P’s表示。

(3)正交平面 过切削刃选定点同时垂直于刀具基面和切削平面的平面。用Po表示。

这三个平面两两相互垂直,称为正交,故此坐标系叫做正交平面参考坐标系,在图中,过主切削刃选定点和过副切削刃选定点都可以建立正交平面参考坐标系,它们的基面同为平行刀具底面的平面。

图7-6正交平面参考坐标系

2.刀具角度

建立了正交平面参考坐标系,刀具的各个刀面与坐标系平面之间就产生了交角,这样可以用它们来表示各个刀面的倾斜程度,从而改变刀具的锋利与强弱,设计、刃磨和测量刀具的几何形状,对外圆车刀来说,刀面主要有三个,每个刀面按一面两角分析法需要两个角度来确定其空间位置,因此总共需要六个角度来确定外圆车刀的几何形状,这六个角度称为外圆车刀的独立角度,如图7-7所示:

图7-7

正交平面参考坐标系的刀具角度

刀具角度是制造和刃磨刀具所需要的,并在刀具设计图上予以标注的角度,以外圆车刀为例,角度定义为:

(1)前角 在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角,前角表示前刀面的倾斜程度。前角越

大刀具越锋利,根据前刀面与基面相对位置的不同,又分别规定为正前角、零度前角和副前角。

(2)主后角 在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。主后角表示主后刀面的倾斜

程度,一般为正值。

(3)副后角 在副切削刃的正交平面内测量的副后刀面与切削平面之间的夹角。副后角表示副后

刀面的倾斜程度,一般为正值。

(4)主偏角

值。

在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正