金属切削加工刀具概论

【摘 要】机床在切削加工时最重要的就是刀具，一个工件的成形是由刀具所完成的，所以要对机床的刀具有所了解，要知道金属切削的基本定义，同时也要知道刀具的几何参数，也要对切削层有所掌握，只有在了解刀具的性质，才能在切削相应工件时，选对刀具，使切削效率达到最高。

【关键词】金属切削的基本定义；刀具的几何参数；切削层

1.金属切削的基本定义

1.1切削运动

任何机械零件都可以看成是由外圆、内孔、平面、成形面等基本表面组成的。而这些基本的表面在切削加工时都可以被看成由刀具和工具之间的相对运动组合而成的。切削运动按其所起的作用通常可以分为以下两种：

主运动：使待加工的工件与机床刀具之间产生相对运动以进行完成切削工件的基本的运动，称主运动。这个运动的速度最高，消耗功率最大。

进给运动：连续不断持续的切削切削层，以切除工件上所有的加工余量的运动，称进给运动，但是进给运动可能不止一个，有可能是一个，或者是两个。

1.2工件上的加工表面

金属切削不是一个静态运动，它是连续不断的进行刀具与工件的运动，把金属层切削下来使之成为切削，同时不断生产新表面。而在这个切削过程中，我们可以分出三个不断变化的表面：

待加工的表面，金属切削运动还没实现前的未加工表面

已加工表面，金属切削之后得到的新表面

过度表面，除去待加工表面和已加工表面之外的表面，它总是在它们两者之间。

2.刀具的几何参数

切削刀具的种类繁多，但不论刀具的结构如何复杂，其都可以看成是以外圆车刀切削部分为基本形态演变而成的。因此，在确定刀具基本定义时，常以外圆车刀为基础。

2.1刀具的静止参考系

刀具的作用就是要从需要加工工件上切除余量，根据刀具的几何参数就必须让它有一定的角度。为了能让刀具在设计、制造、刃磨等方面的需要，一定要选取所需要刀具上的一组几何参数作为静止参考系。在选择刀具的必要静止参考系有两点假设：

运动假设―假设刀具在切削时候的进给运动的速度等于零；

安装假设―假设刀具在机床上安装时候刀具的刀尖与被加工的工件在用一个轴向上，刀具的刀杆与工件的轴向是垂直的。

刀具静止参考系的主要平面名称，定义，符号如下：

名称为基面，所用的符号为Pr，它代表的定义是刀具在过主切削刃选定点的平面时，其方位垂直于假定的主运动平面。

名称为主切削平面，所用的符号为Ps，它代表的定义是通过刀具在过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。

名称为正交平面，所用的符号为Po，它代表的定义是通过刀具在过主切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的面。

名称为法平面，所用的符号为Pn，它代表的定义是过刀具在过主切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。

名称为假定工作平面，所用的符号为Pf，它代表的定义是通过刀具在过主切削刃选定点平行于进给方向并垂直于基面的平面。

2.2刀具的角度

角度名称为在正交平面中测量的角度（正角），符号y0，定义是前面与基面间的夹角

角度名称为在正交平面中测量的角度（后角），符号a0，定义是后面与切削平面间的夹角，其值必须为正。

角度名称为在基面中测量的角度（主偏角），符号kr，定义是主切削平面与假定进给方向的夹角。

角度名称为在基面中测量的角度（副偏角），符号kr'，定义是副切削刃与假定进给方向的夹角。

角度名称为在主切削平面中测量的角度（刃倾角），符号λs，定义是主切削刃与基面间的夹角，刀尖高于主切削刃时为正值，低于时为负值。

切削层参数

在刀具切削过程中，切削刃在一次进给中从工件待加工表面上切除的金属层，层切削层。切削层的截面形状和尺寸直接决定了切削负荷的大小，切削层的参数有以下几个：

切削层公称厚度hD

它是过切削刃上选定点，在与该点主运动方向垂直的平面内，垂直过渡表面度量的切削层尺寸（单位为mm）：

h=a=fsink

切削层公称宽度bD

它是过切削刃上选定点，在与该点主运动方向垂直的平面内，平行于过渡表面度量的切削层尺寸（单位为mm）：

b=a=

切削层公称截面面积 AD

它是过切削刃上选定点，在该点主运动方向垂直的平面内度量的切削层横截面积（单位为mm）：

A=aa=fa