刀具静止角度参考系和刀具静止角度的标注

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金属切削刀具的种类虽然很多，但它们切削部分的几何形状与参数却有着共性的内容。不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是近似地以外圆车刀切削部分为基本形态的。如图 1-4 所示，各种复杂刀具或多齿刀具，拿出其中一个刀齿，它的几何形状都相当于一把车刀的刀头。现代刀具引入“不重磨”概念后，刀具切削部分的统一性获得了新的发展。许多结构迥异的切削刀具，其切削部分不过是一个或几个“不重磨式刀片”，见图 1-5 。

　　为此确立刀具一般性的基本定义时，通常以普通外圆车刀为基础，进行讨论和研究。

　　

　　

　　

　　

　　图 1-4 各种刀具切削部分的形状 　　　　　　　　图 1-5 不重磨式刀具的切削部分

　　一、车刀的组成

　　车刀由刀头和刀柄组成，如图 1-6 所示。刀柄是刀具上夹持部位。刀头则用于切削，是刀具的切削部分。刀具的切削部分包括以下几个部分：

　　1 .前刀面A γ——切下的金属沿其流出的刀面。

　　2 .主后刀面A α——与工件上过渡表面相对的刀面。

　　3 .副后刀面A α′ ——与工件上已加工表面相对的刀面。

　　4 .主切削刃S——前刀面与主后刀面汇交的边锋，用以形成工件上的过渡表面，担负着大部分金属的切除工作。

　　5 .副切削刃S ——前刀面与副后刀面汇交的边锋 , 协同主切削刃完成金属的切除工作 , 用以最终形成工件的已加工表面。

　　

　　

　　6 .刀尖——主切削刃和副切削刃的汇交处相当少的一部分切削刃。

　　二、刀具静止角度参考系及其坐标平面

　　刀具的切削部分其实是由前、后刀面、切削刃、刀尖组成的一空间几何体。为了要确定刀具切削部分的各几何要素的空间位置，就需要建立相应的参考系。为此目的设立的参考系一般有两大类：一是刀具静止角度参考系；二是刀具工作角度参考系。下面说明刀具静止角度参考系及其坐标平面。

（一）刀具静止角度参考系

　　刀具静止角度参考系是指用于定义设计、制造、刃磨和测量刀具切削部分几何参数的参考系。它是在假定条件下建立的参考系。假定条件是指假定运动条件和假定安装条件。

　　1 .假定运动条件 在建立参考系时，暂不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削刃与工件之间相对运动的合成速度向量。

　　2 .假定安装条件 假定刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系的平面，同时假定刀杆中心线与进给运动方向垂直。例如对于车刀来说，规定刀尖安装在工件中心高度上，刀杆中心线垂直于进给运动方向等。

　　由此可见，刀具静止角度参考系是简化了切削运动和设定刀具标准位置下建立的一种参考系。

　　（二）刀具静止参考系的坐标平面

　　作为一个空间参考系，它必须有确定的坐标平面。在静止参考系中，这样的坐标平面有三个：基面（P r）、切削平面 (P s) 和刃剖面（可由需要而任意选择的切削刃剖面）。

　　1 .基面P r

　　基面是通过切削刃上选定点，垂直于假定主运动方向的平面。如图 1-7b 所示。它平行于或垂直于刀具在制造、刃磨和测量时适合于安装和定位的一个平面或轴线。例如，对于车刀和刨刀等，它的基面P r按规定平行于刀杆底面；对于回转刀具（如铣刀、钻头等），它的基面P r是通过切削刃上选定点并包含轴线的平面。

　　2 .切削平面P s

　　切削平面是指切削刃上选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面 。如图 1-7b 所示。在无特殊情况下切削平面即指主切削平面。

　　3 .切削刃剖切平面（刃剖面）

　　常用的刃剖面有四个：

　　

　　

　　

　　图1-7 假定运动条件和静止参考系

　　（ 1 ）正交平面P o（也称主剖面） 正交平面是通过切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。也可认为，正交平面是通过切削刃上选定点垂直于主切削刃在基面上的投影的平面。如图 1-7b 所示。

　　（ 2 ）法平面P n（也称法剖面） 法平面是通过切削刃上选定点垂直于切削刃的平面。如图 1-7b 所示。

　　（ 3 ）假定工作平面P f（也称进给剖面） 假定工作平面是是通过切削刃上选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。如图 1 -7a 所示。

　　（4）背平面P p（也称切深剖面） 背平面是指通过切削刃上选定点，垂直于假定工作平面和基面的平面。如图 1 -7a 所示。

　　以上四个刃剖面可根据需要任选一个，然后与另两个坐标平面（基面P r和切削平面P s）共三个平面组成相应的参考系。如由正交平面P o、基面p r和切削平面P s组成的参考系称为正交平面参考系（P r — P s — P o），或称为主剖面参考系；由法平面P n、基面p r和切削平面p s组成的参考系称为法平面参考系，或称为法剖面参考系（P r — P s — P n）；由假定工作平面P f、基面P r和切削平面P s组成的参考系称为假定工作平面参考系，也称为进给剖面参考系（P r—P s — P f）；由背平面P p、基面P r和切削平面P s组成的参考系称为背平面参考系，或称为切深剖面参考系（P r — P s — P p）。

　　对于副切削刃的静止参考系，也有同样的上述的坐标平面。为区分起见，在相应符号可上方加“ ′ ”。如P o ′为副切削刃的正交平面，其余类同。