车刀角度及切削参数的选择课件

正交平面参考系
3 . 刀具的标注角度
车刀各标注角度： ①、车刀各标注角度： 前角γ 前角 o——在主切 在主切 削刃选定点的正交 平面p 平面 o内，前刀面 与基面之间的夹角。 与基面之间的夹角。 后角α 后角 o——在正交 在正交 平面p 平面 o内，主后刀 面与切削平面之间 的夹角。 的夹角。
②、后角的选择考虑因素 ： A、切削厚度 、 当切削厚度h 和进给量f） 当切削厚度 D（ 和进给量 ） 较 小 时 ， 切削刃要求 锋利，因而后角α 应取大 负后角 负后角)些 锋利，因而后角 o应取大(负后角 些。 如高速钢立铣刀，每齿进给量很小，后角取到16 如高速钢立铣刀 ， 每齿进给量很小 ， 后角取到 o。 车刀后角的变化范围比前角小； 车刀后角的变化范围比前角小； 粗车时， 切削厚度h 较大， 为保证切削刃强度， 粗车时 ， 切削厚度 D 较大 ， 为保证切削刃强度 ， 取较小后角(正后角 正后角)， 取较小后角 正后角 ， αo ＝4o～8o； 精车时 为保证加工表面质量， 精车时，为保证加工表面质量，αo ＝8o～12o。 车刀合理后角在f 车刀合理后角在 ≤0.25㎜/r时，可选 o＝10o～12o； ㎜ 时 可选α 在f >0.25㎜/r时， αo ＝5o～8o。 ㎜ 时
B、工件材料 、 工件材料强度或硬度较高 硬度较高时 工件材料强度或硬度较高时，为加强切削 一般采用较小后角 正后角)。 较小后角(正后角 刃，一般采用较小后角 正后角 。 对于塑性较大材料， 塑性较大材料 对于塑性较大材料，已加工表面易产生加 工硬化时， 工硬化时，后刀面摩擦对刀具磨损和加工 表面质量影响较大时，一般取较大后角 较大后角。 表面质量影响较大时，一般取较大后角。 如加工高温合金时， 如加工高温合金时，αo＝10o～15o。 选择后角的原则： ③、选择后角的原则： 在不产生摩擦的条件下，应适当减小后角。 在不产生摩擦的条件下，应适当减小后角。
车刀不对准工件中心对角度的影响
（2）前刀面形状、刃区形状及其 ）前刀面形状、 参数的选择
①、前刀面形状 A、正前角锋刃平面型 （右图） 右图） 、 特点：刃口较锋利，但强度差， 特点：刃口较锋利，但强度差， γo不能太大，不易折屑 不能太大， 主要用于高速钢刀具，精加工。 主要用于高速钢刀具，精加工。 B、带倒棱的正前角平面型（右图） 、带倒棱的正前角平面型（右图） 特点：切削刃强度及抗冲击能力强， 特点：切削刃强度及抗冲击能力强， 同样条件下可以采用较大的前角， 同样条件下可以采用较大的前角， 提高了刀具耐用度。 提高了刀具耐用度。 主要用于硬质合金刀具和陶瓷刀具， 主要用于硬质合金刀具和陶瓷刀具，加 工铸铁等脆性材料。 工铸铁等脆性材料。
解答
强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角， 强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角， 而脆性大的刀具甚至取负的前角。 而脆性大的刀具甚至取负的前角。 加工钢件等塑性材料 塑性材料时 一般采用选择大 加工钢件等塑性材料时，一般采用选择大的 前角。 前角。 加工脆性材料 脆性材料时 加工脆性材料时，因此刀具前角相对塑性材 料取得小些或取负值 以提高刀刃的强度。 小些或取负值， 料取得小些或取负值，以提高刀刃的强度。 粗加工时 一般取较小的前角； 粗加工时，一般取较小的前角； 精加工时 宜取较大的前角， 精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变 形与表面粗糙度； 形与表面粗糙度；
在一定切削条件下的基本选择方法 ：
1．前角和前刀面形状的选择 ． 2．后角及形状的选择 ． 3．主偏角、副偏角的选择 ．主偏角、 4．刀尖形状的选择 ． 5．刃倾角的选择 ．
1．前角和前刀面形状的选择 ．
（1） 前角的选择： ） 前角的选择： 在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋 在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋 同时也要兼顾刀刃的强度与耐用 利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用 度。 刀具前角的合理选择，主要由刀具 刀具材 刀具前角的合理选择，主要由刀具材 料和工件材料的种类与性质决定。 工件材料的种类与性质决定 料和工件材料的种类与性质决定。
3．主偏角、副偏角的选择 ．主偏角、 （1）主偏角的选择 ） A、主偏角 r的增大或减小对切削加工有利的一 、主偏角κ 面 在背吃刀量a 与进给量f 不变时，主偏角κ 在背吃刀量 p与进给量 不变时，主偏角 r减小 将使切削厚度h 减小，切削宽度b 增加， 将使切削厚度 D减小，切削宽度 D增加，参加 切削的切削刃长度也相应增加， 切削的切削刃长度也相应增加，切削刃单位长度 上的受力减小，散热条件也得到改善 也得到改善。 上的受力减小，散热条件也得到改善。 主偏角κ 减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高 提高， 主偏角 r减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高， 刀尖散热体积增大。 刀尖散热体积增大。 所以，主偏角κ 减小，能提高刀具耐用度。 所以，主偏角 r减小，能提高刀具耐用度。
D、曲面型 （右图） 、 右图） 特点：有利于排屑、卷屑和断屑， 特点：有利于排屑、卷屑和断屑， 而且前角较大，切削变形小， 而且前角较大，切削变形小，所 受切削力也较小。 受切削力也较小。 在钻头、铣刀、 在钻头、铣刀、拉刀等刀具上都 有曲面前面。 有曲面前面。 E、钝圆切削刃型（右图） 、钝圆切削刃型（右图） 特点： 特点：切削刃强度和抗冲击能力 增加具有一定的消振作用。 增加具有一定的消振作用。 适用于陶瓷等脆性材料。 适用于陶瓷等脆性材料。
C、负前角平面型 （右图） 、 右图） 特点：切削刃强度较好， 特点：切削刃强度较好， 但刀刃较钝，切削变形大。 但刀刃较钝，切削变形大。 主要用于硬脆刀具材料。 主要用于硬脆刀具材料。加 工高强度高硬度材料， 工高强度高硬度材料，如淬 火钢。 火钢。 图示类型负前角后部加有正 前角，有利于切屑流出。 前角，有利于切屑流出。
车工工艺与择
刀具几何角度
1．刀具基本概念： ．刀具基本概念： 刀具切削部分组成： ①、刀具切削部分组成： 前刀面A 切屑沿其流出的表面。 前刀面 γ——切屑沿其流出的表面。 切屑沿其流出的表面 主后刀面A 与过渡表面相对的面。 主后刀面 α——与过渡表面相对的面。 与过渡表面相对的面 副后刀面A 副后刀面 αˊ——与已加工表面相对的 与已加工表面相对的 面。 主切削刃 ——前刀面与主后刀面相交形 前刀面与主后刀面相交形 成的刀刃。 成的刀刃。 副切削刃——前刀面与副后刀面相交形成 副切削刃 前刀面与副后刀面相交形成 的刀刃。 的刀刃。
① 刀具材料
强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角， 强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角，而脆性 大的刀具甚至取负的前角。 大的刀具甚至取负的前角。 下图是不同刀具材料韧性的变化
立方氮化硼刀具 陶瓷刀具 硬质合金刀具 高速钢刀具
② 工件材料 加工钢件等塑性材料 塑性材料时 加工钢件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时和前刀 面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦， 面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦， 一般采用选择大的前角。 一般采用选择大的前角。 加工脆性材料 脆性材料时 切屑为碎状，切屑与前刀面接触短， 加工脆性材料时，切屑为碎状，切屑与前刀面接触短， 切削力主要集中在切削刃附近，受冲击时易产生崩刃， 切削力主要集中在切削刃附近，受冲击时易产生崩刃， 因此刀具前角相对塑性材料取得小些或取负值 小些或取负值， 因此刀具前角相对塑性材料取得小些或取负值，以提 高刀刃的强度。 高刀刃的强度。
刀具韧性增强，前角取大
③ 加工条件
粗加工时 一般取较小的前角； 粗加工时，一般取较小的前角； 精加工时 宜取较大的前角， 精加工时，宜取较大的前角，以减小工 件变形与表面粗糙度； 件变形与表面粗糙度； 带有冲击性的断续切削比连续切削前角 取得小 取得小。
④ 其它刀具参数
负倒棱（如右图角度 负倒棱（如右图角度γo1） 的刀具可以取较大的前角。 的刀具可以取较大的前角。 大前角的刀具常与负刃倾 角相匹配以保证切削刃的 强度与抗冲击能力。 强度与抗冲击能力。 总之， 总之，前角选择的原则是 在满足刀具耐用度的前提 尽量选取较大前角。 下，尽量选取较大前角。 刀具的合理前角参考值见 P64表2-1和表2-2所示。
问题？ 问题？
1、强度和韧性大的刀具材料选择大的还是小的 、强度和韧性大的刀具材料选择大的还是小的 刀具材料 前角，而脆性大的刀具又如何选择？ 前角，而脆性大的刀具又如何选择？ 2、加工塑性材料时，一般选择大的还是小的前 、加工塑性材料时 角。 3、加工脆性材料时，刀具前角相对塑性材料如 、加工脆性材料时， 何选择？ 何选择？ 4、粗加工和精加工时刀具的前角有何区别？ 、粗加工和精加工时刀具的前角有何区别？
主偏角κ 主偏角 r——主切削刃 主切削刃 在基面上的投影与进给 方向的夹角。 方向的夹角。 刃倾角λ 刃倾角 s——在切削平 在切削平 面ps内，主切削刃与基 的夹角。 面pr的夹角。 的夹角 以及还有：副前角γ 以及还有：副前角 oˊ、 副后角α 副后角 oˊ、副偏角 κrˊ、副倾角 sˊ 副倾角λ
刀体 前刀面Aγ 副切削刃
' 副后刀面 α A
S
刀头 '
主切削刃 刀尖： 刀尖：
S
主后刀面
Aα
一尖二刃三刀面
（1）主偏角 κ r ）
（2）副偏角 κ r ）
'
（3）前角 γ o ）
（4）后角α ）
o
切断刀的标注角度
（5）刃倾角 λ S ）
λ
（ 5 ） 要完全确定车刀切削部分所有表面的空间位置， 要完全确定车刀切削部分所有表面的空间位置，还 刃o 副后角确定副后刀面的空间位置。 需标注副后角α ，副后角确定副后刀面的空间位置。图 倾 角
车削刀具几何角度
刀具角度的正负
前角γ 前刀面与切削平面之间的夹角为锐角， 之间的夹角为锐角 前角 o ：前刀面与切削平面之间的夹角为锐角， 前角为正，夹角为钝角，前角为负值。 前角为正，夹角为钝角，前角为负值。 后角α 后刀面与基面之间的夹角为锐角， 的夹角为锐角 后角 o ：后刀面与基面之间的夹角为锐角，后 角为正，夹角为钝角，后角为负值。 角为正，夹角为钝角，后角为负值。 刃倾角λ 刀尖是主切削刃上最高点 最高点时 刃倾角 s ：刀尖是主切削刃上最高点时刃倾角为 刃倾角为负， 正，刀尖位于主切削刃上最低点时刃倾角为负， 刃倾角为零。 主切削刃与基面平行时时刃倾角为零。