正交平面参考系刀具标注角度优化建议：简明易懂的刀具标注方法

2023-07-01 理论教育版权反馈

【摘要】：正交平面参考系刀具角度定义见表2－1，图示见图2－10。该车刀共有3个刀面，即前刀面、后刀面、副后刀面；所需标注独立角度为6个，即前刀面控制角为前角、刃倾角，后刀面控制角为后角、主偏角，副后刀面控制角为副后角、副偏角。①画出刀具在基面中的投影，取主偏角为90°，并标注进给运动方向，以明确表明后刀面与副后刀面、主切削刃与副切削刃的位置。

1.角度定义

刀具几何角度是确定刀面方位的角度，它表明刀面、切削刃与假定参考平面间的夹角。

正交平面参考系刀具角度定义见表2－1，图示见图2－10。

表2－1　刀具角度定义

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图2－10　车刀几何角度

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图2－11　前角

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图2－12　后角

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图2－13　主偏角

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图2－14　副偏角

此外，为了比较切削刃、刀尖的强度，刀具上还定义了两个角度，它们属于派生角度。

（1）楔角βo（图2－16）：在主剖面中测量的前刀面和后刀面间之间的夹角。

（2）刀尖角εr（图2－17）：基面投影中，主切削刃和副切削刃间的夹角。

有了上述定义的角度就可以确定出前刀面、后刀面、副后刀面及主、副切削刃的位置。其中前角和刃倾角确定了前刀面的方位，主偏角和后角确定了后刀面的方位，副偏角和副后角确定了副后刀面的方位，而主偏角和刃倾角确定了主切削刃的方位，副偏角和前角确定了副切削刃的方位。

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图2－15　刃倾角

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图2－16　楔角

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图2－17　刀尖角

2.刀具角度正负的规定

刀具角度正负的规定，如图2－18所示。

前角正、负值规定如下：在主剖面中，前刀面与切削平面的夹角小于90°时为正，大于90°时为负；前刀面与基面平行时为0°。

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图2－18　刀具角度正负的规定

后角正、负值规定如下：在主剖面中，当后刀面与基面的夹角小于90°时为正，大于90°时为负；当后刀面与切削平面平行时，后角为0°。实际使用中，后角不能小于0°。

刃倾角正、负值规定如下：当切削刃与基面（车刀底平面）平行时，刃倾角为0°；当刀尖相对车刀底平面处于最高点时，刃倾角为正；当刀尖相对车刀底平面处于最低点时，刃倾角为负。

3.车刀几何形状的图示方法

绘制刀具的方法有两种。第一，投影作图法，它严格按投影关系来绘制几何形状，是认识和分析刀具切削部分几何形状的重要方法，但该方法绘制烦琐，一般比较少用；第二，简单画法，该方法绘制时，视图间大致符合投影关系，但角度与尺寸必须按比例绘制，如图2－9所示，这是一种常用的方法。

（1）主视图：通常采用刀具在基面（pr）中的投影作为主视图，同时勿忘标注进给运动方向，以确定或判断主切削刃和副切削刃（见图2－19）。

（2）向视图：通常取刀具在切削平面（ps）中的投影作为向视图，此处要注意放置位置。

（3）剖面图：包括主剖面（po）和副剖面（p′o）。

4.常见车刀几何角度的绘制

1）90°外圆车刀的绘制

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图2－19　刀具示意图

（1）结构分析。

该车刀主偏角为90°，用于纵向进给车削外圆，尤其适于刚性较差的细长轴类零件的车削加工。该车刀共有3个刀面，即前刀面、后刀面、副后刀面；所需标注独立角度为6个，即前刀面控制角为前角、刃倾角，后刀面控制角为后角、主偏角，副后刀面控制角为副后角、副偏角。

（2）绘制方法。

绘制方法与普通外圆车刀类似。

①画出刀具在基面中的投影，取主偏角为90°，并标注进给运动方向，以明确表明后刀面与副后刀面、主切削刃与副切削刃的位置。

②画出切削平面（向视图）中的投影，注意放置位置。

③画出主剖面和副剖面。

④标注相应角度数值（此处用符号表示），如图2－20所示。

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图2－20　90°外圆车刀的绘制

2）切断刀的绘制

（1）结构分析。切断刀采用横向进给方式对工件进行切削加工，主要用于工件的切槽或切断。切断刀共有4个刀面：一个前刀面、一个主后刀面、两个副后刀面，切断刀有左右两个刀尖，一条主切削刃、两条副切削刃。切断刀可以看作是两把端面车刀的组合，进刀时同时切削左、右两个端面，由于它有4个刀面，故所需标注的独立角度有8个：控制前刀面的前角、刃倾角，控制主后刀面的主偏角、后角，控制左、右副后刀面的2个副偏角和2个副后角。

（2）绘制方法。绘制方法与外圆车刀类似，如图2－21所示。需要指出的是，切断刀有两个副后刀面，需要画出两个副剖面。

一般切断刀的主切削刃较窄、刀头较长，所以强度较差。生产中普遍使用的是高速钢切断刀，其主要参数选择如下：

前角：切断中碳钢时，取20°～30°；切断铸铁时，取0°～10°。

后角：切断脆性材料时，取小些；切断塑性材料时，取大些。一般取4°～8°。

副后角：切断刀有两个对称的、起减少摩擦作用的副后角，一般取1°～2°。

主偏角：由于切断刀采用横向走刀，因此一般采用90°的主偏角，但在进行切断加工时会在工件端面上留下一个小凸台，解决的方法是把主切削刃磨得略微斜些。

副偏角：为了不过度削弱刀头强度，一般取1°～1.5°。

主切削刃宽度和刀头长度可按下列公式计算：

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