任何刀具都由刀头和刀柄两部分构成。刀头用于切削,刀柄用于装夹。虽然用于切削加工的刀具种类繁多,但刀具切削部分的组成确有共同点。硬质合金刀具几何角度包括前角、后角、副后角、主切削刃S、副切削刃S、刀尖等。
刀具切削部分的构成要素
刀具切削部分主要由刀面和切削刃两部分构成。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,副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。
⑴前面(前刀面)Ar:刀具上切屑流出的表面;
⑵后面(后刀面)Aα:刀具上与工件过渡表面相对的刀面;
⑶副后面(副后刀面)Aα′:刀具上与工件新形成的表面相对的刀面;
⑷主切削刃S:前面与后面形成的交线,在切削中承担主要的切削任务;
⑸副切削刃S:前面与副后面形成的交线,它参与部分的切削任务;
⑹刀尖:主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。
给车刀是有公共前面的,这大大简化了刀具的设计、制造和刃磨,原则上刀具的主、副切削刃是可以有单独前面的。
为了保证切削加工的顺利进行,获得合格的加工表面,所用刀具的切削部分必须具有合理的几何形状。刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。
为了描述刀具几何角度的大小及其空间的相对位置,可以利用正投影原理,采用多面投影的方法来表示。用来确定刀具角度的投影体系,称为刀具角度参考系,参考系中的投影面称为刀具角度参考平面。
用来确定刀具角度的参考系有两类:一类为刀具角度静止参考系,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为刀具标注角度;另一类为刀具角度工作参考系,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为刀具的工作角度。
用于构成刀具角度的参考平面主要有:基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面。
⑴基面Pr:过切削刃选定点,垂直于主运动方向的平面。通常,它平行(或垂直)于刀具上的安装面(或轴线)的平面。例如:普通车刀的基面Pr,可理解为平行于刀具的底面;
⑵切削平面Ps:过切削刃选定点,与切削刃相切,并垂直于基面Pr的平面。它也是切削刃与切削速度方向构成的平面;
⑶正交平面Po:过切削刃选定点,同时垂直于基面Pr与切削平面Ps的平面;
⑷法平面Pn:过切削刃选定点,并垂直于切削刃的平面;
⑸假定工作平面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Pr的平面;
⑹背平面Pp:过切削刃选定点,同时垂直于假定工作平面Pf与基面Pr的平面。
刀具标注角度的参考系主要有三种:即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。
⑴即正交平面参考系:由基面Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直,符合空间三维平面直角坐标系的条件,所以,该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。
⑵法平面参考系:由基面Pr、切削平面Ps和法平面Pn构成的空间三面投影体系称为法平面参考系。
⑶假定工作平面参考系:由基面Pr、假定工作平面Pf和背平面Pp构成的空间三面投影体系称为假定工作平面参考系。
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