刀具角度标注的参考系说明

要确定金属切削刀具的刀面和刀刃的位置，首先必须建立位置坐标参考系。每一段刀刃都可采用其上的一点（选定点）作参考系原点，再依据切削运动的方向来建立角度标注的参考系。切削运动的方向应按照刀具所处的状态来确认。

在设计、绘制和制造刀具时，刀具尚处于静止状态，这时可以比照刀具实际工作时的主运动方向、进给运动方向和刀具的安装位置建立假定条件的参考系，这就是刀具的静止参考系；当刀具在工作时，可以依据实际的合成切削运动方向、进给运动方向和刀具的安装位置来确认，这样建立的参考系就是刀具的工作参考系。因此，刀具角度分两类：在静止参考系内的称为刀具的静态角度，也称标注角度，通常也是标注在刀具的设计图上的刀具角度；在工作参考系内把刀具的安装条件同工件和切削运动联系起来的称为刀具工作角度，当合成切削运动方向或刀具的安装位置有所变动时，刀具工作角度也会有所改变。可见，刀具工作角度能直接反映刀具的工作状况。

建立刀具角度静止参考系时，要作如下假设：

①运动条件：不考虑进给运动的影响，用主运动向量vc近似代替合成速度向量ve；然后再用平行和垂直于主运动方向的坐标平面构成参考系。

②安装条件：刀具的刀尖与工件的中心等高，安装时车刀刀柄的中心线垂直于工件轴线。

（1）正交平面参考系

基面（Pr）——过切削刃上选定点并垂直于该点切削速度向量vc的平面。对于车刀，基面为过切削刃选定点的水平面。

切削平面（Ps）——过切削刃上选定点作切削刃的切线，此切线与该点的切削速度向量vc所组成的平面。对于车刀，切削平面一般为铅垂面。

正交平面（Po）——过切削刃上选定点，同时垂直于该点基面Pr和切削平面Ps的平面。对于车刀，正交平面一般也是铅垂面。

显然，对于切削刃上某一选定点，该点的基面Pr、切削平面Ps和正交平面Po构成了一个两两互相垂直的空间直角坐标系，称之为正交平面参考系，如图2.11所示。

图2.11　正交平面参考系

（2）法平面参考系(www.xing528.com)

基面Pr和切削平面Ps的定义与正交平面参考系里的Pr、Ps相同。

法平面（Pn）——过切削刃上选定点垂直于切削刃或其切线的平面。对于切削刃上某一选定点，该点的法平面Pn、基面Pr和切削平面Ps就构成了法平面参考系，如图2.12所示。在法平面参考系中，Ps⊥Pr、Ps⊥Pn，但在刃倾角λs≠0的条件下，Pn不垂直于Pr。

（3）背平面和假定工作平面参考系

基面Pr的定义同正交平面参考系。

背平面（Pp）——过切削上选定点，平行于刀杆中心线并垂直于基面Pr的平面，它与进给方向vf是垂直的。

假定工作平面（Pf）——过切削刃上选定点，同时垂直于刀杆中心线与基面Pr的平面，它与进给方向vf平行。

对于切削刃上某一选定点，该点的Pp、Pf与Pr就构成了背平面和假定工作平面参考系，如图2.13所示。显然，这个参考系也是一个空间直角坐标系。

图2.12　法平面参考系

图2.13　背平面、假定工作平面参考系

我国过去多采用正交平面参考系，与欧洲标准相同，近年来参照国际标准ISO的规定，逐渐兼用正交平面参考系和法平面参考系。背平面和假定工作平面参考系则常见于美、日文献中。