切削加工的主要规律(刀具角度)

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1、《金属切削原理与刀具》理论课教案《切削加工的主要规律》教案教案号课题教材对应范围NO.6刀具角度及其作用与选择章节页码四1P21～27授课时数2教学准备实物车刀、铣刀数件授课时间授课方法讲解教学目的1．掌握车刀几何角度的定义。2．掌握刀具主要角度的作用及合理选择。教学重点和难点重：车刀几何角度的定义。难：刀具主要角度的合理选择。难点处理方法以车削加工为例详细讲解。复习提问1．刀具材料应具备哪些基本性能？2．高速钢有哪些优点？主要用途是什么？3．常用硬质合金有哪几类？如何选用？课外作业P42：1、2、3教学过程及时间主要教学内

2、容及步骤备注1.复习提问、导入新课10分钟2.讲授新课70分钟一、复习提问并导入新课二、讲授新课（一）定义和测量刀具角度的参考系刀具几何角度是确定刀具切削部分几何形状与切削性能的重要参数。用于定义和测量刀具角度的基准坐标平面称为参考系。参考系分标注参考系（静态参考系）和工作参考系（动态参考系）两种。标注参考系是刀具设计、制造、刃磨与测量的基准。工作参考系是确定工作状态中刀具角度的基准。标注参考系有：正交平面参考系、法平面参考系、进给平面参考和切深平面参考系，最常用的是正交平面参考系。1．标注参考系的假定条件（1）不考虑进给运

3、动的影响，只考虑切削速度方向的影响。（2）规定刀具的安装基准面垂直于切削速度方向，刀杆的轴线与进给运动方向垂直。2．正交平面参考系（1）基面——通过切削刃上某一选定点，垂直于主运动（切削速度）方向的平面。如图4-1所示。（2）切削平面——通过切削刃上某一选定点，切于工件过渡表面并垂直于基面的平面。如图4-2所示。联系《工艺》主要教学内容及步骤备注7《金属切削原理与刀具》理论课教案教学过程及时间（3）正交平面——通过主切削刃上某一选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面，也叫主剖面或主截面。如图4-3所示。图4-1基面图4-2切

4、削平面与基面图4-3正交平面、切削平面与基面（二）车刀几何角度定义及测量表4-1是以75°车刀为例，分析车刀角度的定义和测量方法。7《金属切削原理与刀具》理论课教案确定学生弄清楚正交平面坐标系的三面位置后，再介绍副刃标注参考系的坐标平面教学过程及时间主要教学内容及步骤备注表4-1以实物刀具配合图示引导学生逐个明确各角度的定义7《金属切削原理与刀具》理论课教案（三）刀具角度的主要作用及合理选用1．前角（1）作用主要影响刀刃的锋利程度，影响切削变形和切削力，影响工件加工表面质量。增大前角使切削刃更锋利，切削变形减小，切削力也减小

5、。（2）选择基本原则是“锐中求固”。即在保证刀具有足够强度的前提下，力求锋利；在使刀具锋利的同时，设法强化刀刃和刀尖。选择依据如下：1）根据工件材质工件材料强度、硬度越高，则应取较小前角。如图4-5所示。图4-5正、负、零度前角示例工件材料塑性、韧性较大时，应选较大的前角，以减小切削变形。对于脆性材料，应选较小的前角，以增加刀具强度和改善散热条件。2）根据加工性质粗加工：取较小的前角，以增大强度，承受较大的切削力。精加工：取较大前角，使刀刃锋利，减小切削变形，提高表面粗糙度。3）根据刀具材料刀具材料的强度、韧性较高时，宜取较

6、大的前角，反之，则应选择较小的前角。如高速钢刀具比硬质合金刀具的前角可大5°～10°。4）根据工艺系统刚性工艺系统刚性较好时，可选择较小的前角；刚性较差时，则应选择较大的前角，以减小切削力，减小切削时产生的振动。下表4-2为硬质合金车刀前角数值的参考值。表4-2切削脆性材料时的切削力、冲击力和切削热都集中作用在靠近刀刃的前刀面上7《金属切削原理与刀具》理论课教案2．后角（1）作用主要影响刀刃的强度和散热性能，影响刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦，从而影响工件表面质量。（2）选择1）粗加工时取较小后角（通常4°～6°），以保

7、证刀具有足够的强度；精加工时可取较大的后角（8°～12°），以保证加工质量。2）工件材料的硬度、强度较高时，应取较小的后角，以保证刀刃强度。3）工件材料的塑性、韧性较大时，应取较大的后角。4）刀具材料的强度和韧性较好时，可取较大后角。5）工艺系统刚性较差时，应选取较小的后角，以增加刀具的抗振性。3．主偏角（1）作用主要影响刀具的受力情况、散热情况和刀尖强度。（2）选择1）根据工件表面形状决定。2）粗加工和工艺系统刚性较好时，主偏角可取较小。3）工艺系统较差时，宜取较大的主偏角，以减小径向力及切削时产生的振动。如车细长轴时，主

8、偏角取90°～93°。4．副偏角作用主要影响工件的表面粗糙度；影响副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦；影响刀尖强度和散热性能。选择主要根据工件表面粗糙度的要求来选择。通常取较小值。表4-3为常用车刀主、副偏角的参考值。表4-35．刃倾角（1）作用1）影响排屑的方向。如图4-6和4-7。副后