数控加工工艺刀具角.pptx
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1、一、切削运动一、切削运动1 1、切削运动、切削运动切削加工时切削加工时,为了获得各种形状的零件为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的刀具与工件必须具有一定的相对运动相对运动,我们将这种相对运动称为切削运动。我们将这种相对运动称为切削运动。切削运动按其所起的作用可分为:切削运动按其所起的作用可分为:主运动主运动进给运动进给运动 第1页/共51页(1 1)主运动)主运动主运动是使刀具和工件之间产生相对运动,从而切除多余材料。主运动是使刀具和工件之间产生相对运动,从而切除多余材料。主运动的特点速度最高,消耗的功率最大。主运动的特点速度最高,消耗的功率最大。(2 2)进给运动)进给运动进给运
2、动使刀具与工件间产生附加的相对运动,保证切削连续进行,进给运动使刀具与工件间产生附加的相对运动,保证切削连续进行,加工出具有所需几何特性的已加工表面。加工出具有所需几何特性的已加工表面。进给运动的特点:速度较低,消耗的功率较小。进给运动的特点:速度较低,消耗的功率较小。主运动的运动形式可以是旋转运动,也可以是直线运动;主运动的运动形式可以是旋转运动,也可以是直线运动;主运动可以由工件完成,也可以由刀具完成;主运动可以由工件完成,也可以由刀具完成;主运动和进给运动可以同时进行,也可以间歇进行;主运动和进给运动可以同时进行,也可以间歇进行;主运动通常只有一个,而进给运动的数目可以有一个或几个。主运
3、动通常只有一个,而进给运动的数目可以有一个或几个。第2页/共51页常见的切削运动常见的切削运动第3页/共51页(3 3)主运动和进给运动的合成)主运动和进给运动的合成 当主运动和进给运动同时当主运动和进给运动同时进行时,切削刃上某一点进行时,切削刃上某一点相对于工件的运动为合成相对于工件的运动为合成运动,常用合成速度向量运动,常用合成速度向量v ve e来表示,如图所示。来表示,如图所示。第4页/共51页2 2、切削时的表面、切削时的表面 切削加工过程中,在切削运动的作用下,工件表面一切削加工过程中,在切削运动的作用下,工件表面一层金属不断地被切下来变为切屑,从而加工出所需要的层金属不断地被切
4、下来变为切屑,从而加工出所需要的新的表面,在新表面形成的过程中,工件上有三个依次新的表面,在新表面形成的过程中,工件上有三个依次变化着的表面,它们分别是:变化着的表面,它们分别是:待加工表面待加工表面 即将被切去金属层的表面;即将被切去金属层的表面;切削表面切削表面 切削刃正在切削而形成的表切削刃正在切削而形成的表面面,切削表面又称加工切削表面又称加工表面或过渡表面;表面或过渡表面;已加工表面已加工表面 已经切去多余金属层而形成已经切去多余金属层而形成的新表面。的新表面。第5页/共51页3 3、切削用量、切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的量。切削用量是用来表示切削加工
5、中主运动和进给运动参数的量。切削用量包括:切削用量包括:切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量第6页/共51页(1 1)切削速度)切削速度vcvc 在切削加工时,切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切在切削加工时,切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度,它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的削速度,它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离距离,单位为单位为m/minm/min或或m/sm/s。主运动为旋转运动时主运动为旋转运动时,切削速度切削速度vcvc计算公式为计算公式为:式中式中d d切削刃上选定点所对应的工件直径或刀切削刃上选定点所对应的
6、工件直径或刀 具的回转直径(具的回转直径(mmmm)n n工件或刀具每分工件或刀具每分(秒秒)钟转数钟转数(r/min(r/min或或r/s)r/s)第7页/共51页主运动为往复运动时主运动为往复运动时,平均切削速度为:平均切削速度为:式中式中L L一往复运动行程长度一往复运动行程长度(mm)(mm)nr nr一主运动每分钟的往复次数一主运动每分钟的往复次数(往复次数往复次数/min)/min)。第8页/共51页(2 2)进给量)进给量f f 进给量是主运动转一周或往复一个行程,刀具相对工件在进给方向上进给量是主运动转一周或往复一个行程,刀具相对工件在进给方向上的位移量(的位移量(mm/rmm
7、/r)。)。车削时进给量的单位是车削时进给量的单位是mm/rmm/r,即工件每转一圈,即工件每转一圈,刀具沿进给运动方向移刀具沿进给运动方向移动的距离。动的距离。刨削等主运动为往复直线运动刨削等主运动为往复直线运动,其间歇进给的进给量为其间歇进给的进给量为mm/mm/双行程,即双行程,即每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。第9页/共51页单位时间的进给量,称为进给速度,车削时的进给速度单位时间的进给量,称为进给速度,车削时的进给速度vf vf 计算公式为计算公式为:铣削时,由于铣刀是多齿刀具,进给量单位除铣削时,由于铣刀是多齿刀具,进给量
8、单位除mm/rmm/r外,还规定了每齿进外,还规定了每齿进给量,用给量,用fzfz表示,单位是表示,单位是(mm/z)(mm/z),vfvf、f f、fzfz三者之间的关系为:三者之间的关系为:z z为多齿刀具的齿数为多齿刀具的齿数 第10页/共51页(3 3)背吃刀量(切削深度)背吃刀量(切削深度)apap 背吃刀量背吃刀量apap是指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离(是指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离(mmmm)。式中式中 dwdw待加工表面直径待加工表面直径 dmdm已加工表面直径已加工表面直径第11页/共51页刀具的几何形状及主要角度刀具的几何形状及主要角度一、刀具切削部分的
9、几何形状各种刀具都是由切削部分和夹持部分两部分组成.二者既可以是一体的,也可以是由不同材料连接起来.第12页/共51页 1.刀具切削部分的组成刀杆:起装夹和支撑作用刀头:(三面)前刀面:刀具上切屑流过的表面 主后刀面:刀具上与过渡表面相对的表面 副后刀面:刀具上与已加工表面相对的表面 (两刃)主切削刃:刀具上前刀面与主后刀面的交线 副切削刃:刀具上前刀面与副后刀面的交线 (一尖)主切削刃与副切削刃的交点,通常磨成圆角(修圆刀尖)或短平刃(倒角刀尖)第13页/共51页(a)(a)直线过渡刃直线过渡刃 这种过渡刃多用于粗加工或强力切削的车刀上。(b)(b)圆弧过渡刃圆弧过渡刃 过渡刃也可磨成圆弧形
10、。它的参数就是刀尖圆弧半径r。刀尖圆弧半径增大时,使刀尖处的平均主偏角减小,可以减小表面粗糙度数值,且能提高刀具耐用度。但会增大背向力和容易产生振动,所以刀尖圆弧半径不能过大。通常高速钢车刀r=0.55mm,硬质合金车刀r=0.52mm。(c)(c)水平修光刃水平修光刃 修 光 刃 是 在 副 切 削 刃 靠 近 刀 尖 处 磨 出 一 小 段r=0o的平行刀刃。其长度b(1.21.5)f,即b 应略大于进给量f。但b 过大易引起振动。第14页/共51页 普通车刀切削部分的组成普通车刀切削部分的组成外圆车刀内孔车刀第15页/共51页刀刀具具角角度度是是刀刀具具设设计计、制制造造、刃刃磨磨和和测
11、测量量时时所所使使用用的的几几何何参参数数,它它们们是是确确定定刀刀具具切切削削部部分分几几何何形形状状(各各表表面面空空间间位位置置)的的重重要要参参数。数。参参考考系系:用用于于定定义义和和规规定定刀刀具具角角度度的的各各基基准坐标面。准坐标面。参参考考系系:刀刀具具静静止止参参考考系系和和刀刀具具工工作作参参考考系。系。二二 定义刀具角度的参考系定义刀具角度的参考系第16页/共51页 建立刀具静态坐标参考系,应以切削运动为依据,预先给出假定条件:建立刀具静态坐标参考系,应以切削运动为依据,预先给出假定条件:假设运动条件假设运动条件:用主运动向量用主运动向量vcvc近似地代替相对运动合成速
12、度向量近似地代替相对运动合成速度向量ve(ve(即即vf=0)vf=0)。假设安装条件假设安装条件:规定刀杆中心线与进给运动方向垂直;刀尖与工件中心等高。规定刀杆中心线与进给运动方向垂直;刀尖与工件中心等高。第17页/共51页刀具静止参考系或标注角度参考系:在设计、制刀具静止参考系或标注角度参考系:在设计、制造、刃磨和测量时,用于定义刀具几何参数的参造、刃磨和测量时,用于定义刀具几何参数的参考系。考系。1 1刀具静止参考系刀具静止参考系在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。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是静止参考系中最常用的是正交平面参考系正交平面参考系。第
13、18页/共51页 2.2.正交平面参考系正交平面参考系由以下三个在空间由以下三个在空间相互垂直的参考平相互垂直的参考平面构成。面构成。(1)(1)基面基面p pr r通过切削刃上选定通过切削刃上选定点,垂直于假定主点,垂直于假定主运动方向的平面。运动方向的平面。通常平行于车刀的通常平行于车刀的安装面(底面)。安装面(底面)。(2)(2)切削平面切削平面p ps s 通过切削刃通过切削刃上选定点,与主上选定点,与主切削刃相切并垂切削刃相切并垂直于基面的平面。直于基面的平面。(3)(3)正交平面正交平面p po o 通过切削刃上选定点,通过切削刃上选定点,同时与基面和切削平面垂同时与基面和切削平面
14、垂直的平面。直的平面。第19页/共51页参考系参考系基 面 Pr切削平面 Ps正交平面 Po 通过主切削刃上的某一点,与主运动方向相垂直的平面 通过主切削刃上的某一点,与主切削刃相切并垂直于基面的平面 通过主切削刃上的某一点,并同时垂直于基面和切削平面的平面作用:用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面,只是假定参考,事实看不见,摸不着第20页/共51页3 3、刀具标注角度定义刀具标注角度定义(1 1)在基面内测量的角度)在基面内测量的角度主偏角主偏角 r r 主切削刃与进给运动方向之间主切削刃与进给运动方向之间的夹角。的夹角。副偏角副偏角 r r 副切削刃与进给运动反方向之副切削刃与进给运动反
15、方向之间的夹角间的夹角。刀尖角刀尖角 r r 主切削平面与副切削平面间的主切削平面与副切削平面间的夹角。夹角。刀尖角与主偏角和副偏角的关系:刀尖角与主偏角和副偏角的关系:第21页/共51页注意:车外圆与车端面主、副偏角的变化第22页/共51页(2 2)在主切削刃正交平面内)在主切削刃正交平面内(O-O)(O-O)测量的角度测量的角度 前角前角 o o 前刀面与基面间的夹角。当前前刀面与基面间的夹角。当前刀面与基面平行时,前角为零。刀面与基面平行时,前角为零。基面在前刀面以内,前角为负。基面在前刀面以内,前角为负。基面在前刀面以外,前角为正。基面在前刀面以外,前角为正。后角后角 o o 后刀面与
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