刀具几何参数
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刀具几何参数的选择
刀具几何参数的选择刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面打算的。
刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。
选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。
一、前角的选择前角是刀具上最重要的几何参数之一。
增大前角可以减小切削变形，降低切削力和切削温度；但过大的前角使刀具楔角减小，刀刃强度下降，刀头散热体积减小，刀具温度上升，使刀具寿命下降。
针对某一详细加工条件，客观上有一个最合理的前角取值。
工件材料的强度、硬度较低时，前角应取得大些；加工塑性材料宜取较大的前角，加工脆性材料宜取较小的前角。
刀具材料韧性好时宜取较大前角，硬质合金刀具就应取比高速钢刀具较小的前角。
粗加工时，为保证刀刃强度，应取小前角；精加工时，为提高表面质量，可取较大前角。
工艺系统刚性较差时，应取较大前角。
为减小刃形误差，成形刀具的前角应取较小值。
用硬质合金刀具加工中碳钢工件时，通常取；加工灰铸铁工件时，通常取。
二、后角的选择后角的主要功用是减小切削过程中刀具后刀面与工件之间的摩擦。
较大的后角可减小刀具后刀面上的摩擦，提高已加工表面质量。
在磨钝标准取值相同时，后角较大的刀具，磨损到磨钝标准时，磨去的刀具材料较多，刀具寿命较长；但是过大的后角会使刀具楔角显著减小，减弱切削刃强度，减小刀头散热体积，导致刀具寿命降低。
可按下列原则正确选择合理后角值。
切削厚度（或进给量）较小时，宜取较大的后角。
进行粗加工、强力切削和承受冲击载荷的刀具，为保证刀刃强度，宜取较小后角。
工件材料硬度、强度较高时，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，宜取较大后角；切削脆性材料，宜取较小后角。
对精度要求高的定尺寸刀具（例如铰刀），宜取较小的后角；由于在径向磨损量NB 取值相同的条件下，后角较小时允许磨掉的刀具材料较多，刀具寿命长。
车削中碳钢和铸铁工件时，车刀后角通常取为6~8°。
刀具几何形状参数对切削力的影响分析
刀具几何形状参数对切削力的影响分析引言：切削力是刀具加工过程中的重要参数，对加工质量、切削效率和刀具寿命有着重要影响。
刀具的几何形状参数是切削力大小的决定因素之一。
本文将分析刀具几何形状参数对切削力的影响，并提出一些优化措施，以提高加工效率和刀具寿命。
一、刀具几何形状参数的类型1. 刀尖几何形状参数：常见的刀尖几何形状参数包括切割角、刃倒角、刃倾斜角等。
这些参数可以影响刀具与工件间的接触情况，进而影响切削力的大小和方向。
2. 刀尖半径：刀尖半径是刀具边界上一个曲率半径，它可以影响切削力的大小和方向，一般来说，刀尖半径越大，切削力越小。
3. 刀片后角：刀片后角是指刀片后角与工件间的夹角，它可以影响切削力的大小和切屑形态。
较小的刀片后角可以减小切削力，改善切削效果。
二、刀具几何形状参数对切削力的影响1. 刀尖几何形状参数的影响：刀尖几何形状参数可以影响刀具与工件的接触情况，进而影响切削力。
例如，增加切割角可以增加刀具与工件之间的摩擦力，从而增加切削力。
而增加刃倒角可以减小刀具与工件之间的接触面积，从而减小切削力。
刃倾斜角的改变也会影响切削力的大小和方向。
2. 刀尖半径对切削力的影响：刀尖半径主要影响了刀具接触压力的分布。
较大的刀尖半径可以减小切削区域的压力，从而减小切削力。
然而，过大的刀尖半径可能导致刀具易于磨损，减少工具使用寿命。
3. 刀片后角对切削力的影响：刀片后角的改变可以影响切削力的大小，但也会对切削质量产生影响。
在一定范围内，较小的刀片后角会减小切削力，并提升切削质量；然而，过小的刀片后角可能导致切削力不稳定和切削质量下降。
三、刀具几何形状参数的优化方法1. 刀尖几何形状参数的优化：选择合适的切割角、刃倒角和刃倾斜角，可以在保证切削力不过大的前提下，提高切削效果和工具寿命。
优化刀尖几何形状参数的方法包括结构设计与材料选择等。
2. 刀尖半径的优化：根据具体加工要求，选择适当的刀尖半径，以平衡切削力与刀具寿命之间的关系。
章刀具几何参数的合理选择
刀具几何参数包含四方面内容：
几何角度、刃形、刃面、刃区型式及参数
1. 一、刃形
2. 刃形是指切削刃的形状，有直线刃、折线刃、圆弧刃、
3. 月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃等。
二、 切削刃刃区的剖面形式
通常将切削刃的剖面形式简称为刃区形式。
三、 刀面形式及参数
前刀面上的卷屑槽、断屑槽，后刀面的双重刃磨、铲 背以及波形刀面等，都是常见的刀面形式。
（四）副偏角的选择
副偏角的主要作用是形成已加工表面。
副偏角↓→ Ra↓刀尖强度↑散热体积↑
副刃工作长度↑→ 摩擦↑Fp↑易振动→Ra↑，T↓ 在一定条件下，存在一合理值。系统刚性好，取较小值；
刚性差，取较大值,参考表2-13。
（五）刃倾角的选择
1.刃倾角的作用 ①影响刀刃锋利性.λ s↑→γ
0e
四、刀具几何参数的合理选择
（一）前角的选择
1.前角的作用 γ
0
↑→变形程度↓→F↓ q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑ 刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难
在一定的条件下，存在一个合理值
对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γຫໍສະໝຸດ 0的变化趋势为驼峰形。
高速钢的合理前角比Y合金的大。 加工塑材的合理前角比脆材的大
↑、rn ↓→ ↑锋利性
②负刃倾角→刀头强度↑散热体积↑
③负刃倾角→ Fp↑→变形↑，易振动→Ra↑ ④正λ s切屑流向待加工表面，负λ s切屑流向已加工表面 在一定条件下， 存在一合理值
2.刃倾角的选择原则
①粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，λ s取负值；
②精加工、系统刚性差（细长轴），λ s取正值； ③微量极薄切削，取大正刃倾角。
几何角度、刃形、刃面、刃区型式及参数
1. 一、刃形
2. 刃形是指切削刃的形状，有直线刃、折线刃、圆弧刃、
3. 月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃等。
二、 切削刃刃区的剖面形式
通常将切削刃的剖面形式简称为刃区形式。
三、 刀面形式及参数
前刀面上的卷屑槽、断屑槽，后刀面的双重刃磨、铲 背以及波形刀面等，都是常见的刀面形式。
（四）副偏角的选择
副偏角的主要作用是形成已加工表面。
副偏角↓→ Ra↓刀尖强度↑散热体积↑
副刃工作长度↑→ 摩擦↑Fp↑易振动→Ra↑，T↓ 在一定条件下，存在一合理值。系统刚性好，取较小值；
刚性差，取较大值,参考表2-13。
（五）刃倾角的选择
1.刃倾角的作用 ①影响刀刃锋利性.λ s↑→γ
0e
四、刀具几何参数的合理选择
（一）前角的选择
1.前角的作用 γ
0
↑→变形程度↓→F↓ q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑ 刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难
在一定的条件下，存在一个合理值
对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γຫໍສະໝຸດ 0的变化趋势为驼峰形。
高速钢的合理前角比Y合金的大。 加工塑材的合理前角比脆材的大
↑、rn ↓→ ↑锋利性
②负刃倾角→刀头强度↑散热体积↑
③负刃倾角→ Fp↑→变形↑，易振动→Ra↑ ④正λ s切屑流向待加工表面，负λ s切屑流向已加工表面 在一定条件下， 存在一合理值
2.刃倾角的选择原则
①粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，λ s取负值；
②精加工、系统刚性差（细长轴），λ s取正值； ③微量极薄切削，取大正刃倾角。
合理选择刀具几何参数
低碳钢 8°～10° 10°～12°
中碳钢 5°～7° 6°～8°
淬火钢 8°～10°
不锈钢 6°～8° 8°～10°
灰铸铁 4°～6° 6°～8°
铝及铝合金 8°～10° 10°～12°
跳到 P130
12
二、后角 o 和后刀面的选择
2．后刀面型式
后刀面的型式有双重后刀面、消振棱和刃带3种，如图所示。
9
二、后角 o 和后刀面的选择
机械制造基础
1．后角 o 的功用及选择
（1）后角 o 的功用
后角 o 可以减小后刀面与工件之间的摩擦，减少刀具磨损。但后角 o 过大会降低切削刃的强度和
散热能力，从而降低刀具寿命。
（2）后角 o 的选择 后角o 的选择应首先考虑切削厚度 hD，其次考虑工件材料和加工条件。
机械制造基础
刀具几何参数对切削变形、切削力、切削温度、刀具 磨损和已加工表面等都有很大的影响。因此，合理地选择 刀具几何参数，能够充分发挥刀具的切削性能，提高生产 率。
刀具几何参数的合理选择主要包括前角 o 和前刀面、 后角o 和后刀面、主偏角 r 、副偏角 r 、过渡刃、刃 倾角 s 的选择。
减小刀具的径向磨损值NB值，如图所示。
11
二、后角 o 和后刀面的选择
提示
在规定了后刀面磨钝标准VB的情况下，后角较大的刀具达到磨钝标 准时，磨去金属的体积较大，如图所示，从而加大刀具的径向磨损值 NB， 这会影响工件的尺寸精度。
机械制造基础
硬质合金车刀合理后角的参考值如表所示。
工件材料 粗车 精车
塑性大时，后刀面磨损严重，应选取较大的后角 o；工件材料脆性较大时，载荷集中在切削刃处，为提高 切削刃强度，应选取较小的后角 o 。
刀具合理几何参数的选择
全圆弧形可获得较大的前角，且不致使刃部过于削弱，较适
于加工紫铜、不锈钢等高塑性材料，γo可增至25°～30°。
卷屑槽宽Wn愈小，切屑卷曲半径愈小，切屑愈易折断；
但太小，切屑变形很大，易产生小块的飞溅切屑， 也不好。
过大的Wn也不能保证有效地卷屑或折断。一般根据工件材料 和切削用量决定，常取Wn＝(1～10)f。
(1) 考虑刀具材料和结构。刀具材料有高速钢、硬质合金 等；而刀具结构有整体、焊接、机夹、可转位等。
(2) 考虑工件的实际情况。如材料的物理机械性能、毛坯 情况(铸、 锻等)、形状、材质等。
(3) 了解具体加工条件。如机床、夹具情况，系统刚性、 粗或精加工、自动线等。
(4) 注意几何参数之间的关系。如选择前角，应同时考虑 卷屑槽的形状、是否倒棱、刃倾角的正、负等。
(a) 不同刀具材料; (b) 不同工件材料
③考虑具体的加工条件：
粗加工，特别是断续切削，或有硬皮时,如铸、
锻件，γo可小些； 但在需强化切削刃或刀尖时， γo可适当加大；
工艺系统刚性差、机床功率不足时，γo应大些，
减小切削力和振动；
成形刀具，如成形车刀、铣刀，为防止刃形畸
变， 可取γo＝0°；
数控机床、自动机或自动线上用的刀具，考虑 应有较长的刀具耐用度及工作稳定性， 常取较小
但αo太大时将显著削弱刀头强度，使散热条件恶化而
降低刀具耐用度；并使重磨量和时间增加，提高了磨刀 费用。
图 αo对刀具磨损量的影响
2、 选择
切削时同样存在着一个合理的αoPt。αoPt随γo的减小 而增大；也因刀具材料不同而改变， 硬质合金的γo小于 高速钢，rβ大于高速钢，所以αoPt大于高速钢。
直线圆弧形的槽底圆弧半径Rn和直线形的槽底角对切屑的卷
于加工紫铜、不锈钢等高塑性材料，γo可增至25°～30°。
卷屑槽宽Wn愈小，切屑卷曲半径愈小，切屑愈易折断；
但太小，切屑变形很大，易产生小块的飞溅切屑， 也不好。
过大的Wn也不能保证有效地卷屑或折断。一般根据工件材料 和切削用量决定，常取Wn＝(1～10)f。
(1) 考虑刀具材料和结构。刀具材料有高速钢、硬质合金 等；而刀具结构有整体、焊接、机夹、可转位等。
(2) 考虑工件的实际情况。如材料的物理机械性能、毛坯 情况(铸、 锻等)、形状、材质等。
(3) 了解具体加工条件。如机床、夹具情况，系统刚性、 粗或精加工、自动线等。
(4) 注意几何参数之间的关系。如选择前角，应同时考虑 卷屑槽的形状、是否倒棱、刃倾角的正、负等。
(a) 不同刀具材料; (b) 不同工件材料
③考虑具体的加工条件：
粗加工，特别是断续切削，或有硬皮时,如铸、
锻件，γo可小些； 但在需强化切削刃或刀尖时， γo可适当加大；
工艺系统刚性差、机床功率不足时，γo应大些，
减小切削力和振动；
成形刀具，如成形车刀、铣刀，为防止刃形畸
变， 可取γo＝0°；
数控机床、自动机或自动线上用的刀具，考虑 应有较长的刀具耐用度及工作稳定性， 常取较小
但αo太大时将显著削弱刀头强度，使散热条件恶化而
降低刀具耐用度；并使重磨量和时间增加，提高了磨刀 费用。
图 αo对刀具磨损量的影响
2、 选择
切削时同样存在着一个合理的αoPt。αoPt随γo的减小 而增大；也因刀具材料不同而改变， 硬质合金的γo小于 高速钢，rβ大于高速钢，所以αoPt大于高速钢。
直线圆弧形的槽底圆弧半径Rn和直线形的槽底角对切屑的卷
刀具合理几何参数的选择
04
加工精度与表面质量保障 措施
加工精度影响因素剖析
机床精度
机床本身的制造精度、刚度、热稳定性等都 会直接影响加工精度。
刀具磨损
刀具在切削过程中会逐渐磨损，导致加工尺 寸和形状精度下降。
切削参数
切削速度、进给量、切削深度等参数的选择 不合理会导致加工精度降低。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对加工精 度也有一定影响。
主偏角优化
主偏角的大小会影响切削分力和径向力的大小，进而影响 加工精度和表面质量。需要根据具体加工要求选择合适的 主偏角。
刃倾角优化
刃倾角可以影响切屑的流向和切削刃的受力情况，通过调 整刃倾角可以改善切屑的排出效果和切削刃的受力状况， 提高加工精度和表面质量。
05
生产效率与经济效益提升 途径
生产效率现状分析
合理选择刀具材料
根据工件材料和加工要求选择适合的 刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶 瓷等。
优化刀具几何参数
通过调整前角、后角、主偏角等参数， 降低切削力、切削热，提高刀具耐用 度。
采用涂层技术
在刀具表面涂覆一层或多层硬质薄膜， 提高刀具的硬度、耐磨性和耐热性。
控制切削用量
合理选择切削速度、进给量和背吃刀 量，避免过大的切削力导致刀具快速 磨损。
感谢您的观看
THANKS
刀具合理几何参数的选择
目录
• 刀具几何参数概述 • 切削力与切削热分析 • 刀具磨损与耐用度评估 • 加工精度与表面质量保障措施 • 生产效率与经济效益提升途径 • 总结与展望
01
刀具几何参数概述
定义与分类
刀具几何参数定义
描述刀具形状和尺寸的各参数， 包括切削刃形状、前角、后角、 主偏角、副偏角等。
1.刀具几何参数
3）调整切削用量 提高进给量 f使切削厚度增大， 对断屑有利；但增大 f 会增大加工表面粗糙度。 适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于 断屑，但这会降低材料切除效率。须根据实际条 件适当选择切削用量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• P90 • 思考题：4.1 4.2 4.3 4.12 4.13 4.14 • 作业：4.15
• • • •
倒角刀尖： 参数：粗加工：κε=1/2 κr ,bε=0.5-2 精加工： κε,bε比粗加工小 应用：刃磨方便，适用各类刀具
• 倒角带修光刃：倒角刀尖加修光刃 • 修光刃参数： κε’=0,bε’=1.2-1.5f • 应用：车、刨、面铣刀，半精加工、精加工
刃口
• 锐刃（锋刃）、倒圆刃、倒棱刃、平棱刃、消 振棱刃、白刃（刃带） • 锐刃（锋刃）：高速钢精加工，硬质合金加工 高韧性材料 • 倒圆刃：硬质合金、可转位刀片rn<1/3f,0.05; 作用：提高强度、寿命，减小粗糙度、挤光， 消振。 • 倒棱刃、平棱刃：粗加工、半精加工--硬质合 金 ---车、刨、端面铣刀 • 平棱刃：工艺系统刚度不足，单刃刀具 • 白刃（刃带）：多刃刀具—刃磨次数、方便， 光整
切屑流向
• 刃倾角： • 流屑角：
3.影响断屑因素
• 1）.断屑槽：折线、直线圆弧、全圆弧 • 折线、直线圆弧：碳钢、合金钢、不锈钢 • 全圆弧：塑性高材料、重型刀具
• 断屑槽参数：槽宽LBn、槽深hBn (γBn )
• δBn :反屑角， ρ：切屑卷曲半径 • 参数确定： • A：槽宽LBn小，切屑卷曲半径ρ小—断屑；太小，切屑阻屑、崩刀、切屑飞溅 • B：进给量、背吃刀量、主偏角 大；工材塑性、韧性 小----槽宽LBn选大 • C：反屑角δBn 大—易断屑；太大，阻屑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• P90 • 思考题：4.1 4.2 4.3 4.12 4.13 4.14 • 作业：4.15
• • • •
倒角刀尖： 参数：粗加工：κε=1/2 κr ,bε=0.5-2 精加工： κε,bε比粗加工小 应用：刃磨方便，适用各类刀具
• 倒角带修光刃：倒角刀尖加修光刃 • 修光刃参数： κε’=0,bε’=1.2-1.5f • 应用：车、刨、面铣刀，半精加工、精加工
刃口
• 锐刃（锋刃）、倒圆刃、倒棱刃、平棱刃、消 振棱刃、白刃（刃带） • 锐刃（锋刃）：高速钢精加工，硬质合金加工 高韧性材料 • 倒圆刃：硬质合金、可转位刀片rn<1/3f,0.05; 作用：提高强度、寿命，减小粗糙度、挤光， 消振。 • 倒棱刃、平棱刃：粗加工、半精加工--硬质合 金 ---车、刨、端面铣刀 • 平棱刃：工艺系统刚度不足，单刃刀具 • 白刃（刃带）：多刃刀具—刃磨次数、方便， 光整
切屑流向
• 刃倾角： • 流屑角：
3.影响断屑因素
• 1）.断屑槽：折线、直线圆弧、全圆弧 • 折线、直线圆弧：碳钢、合金钢、不锈钢 • 全圆弧：塑性高材料、重型刀具
• 断屑槽参数：槽宽LBn、槽深hBn (γBn )
• δBn :反屑角， ρ：切屑卷曲半径 • 参数确定： • A：槽宽LBn小，切屑卷曲半径ρ小—断屑；太小，切屑阻屑、崩刀、切屑飞溅 • B：进给量、背吃刀量、主偏角 大；工材塑性、韧性 小----槽宽LBn选大 • C：反屑角δBn 大—易断屑；太大，阻屑
刀具几何参数与刀具材料的合理选择-yxj资料
种类
碳素 工具 钢 合金 工具 钢
常用牌号
T8A、T10A T12A
9siCr 、 CiWMn
高速 钢
W9Mo3Cr 4V 、 W6Mo5Cr V2
硬度HRC （HRA）
60～64 （ 81 ～ 83） 60～65 （ 81 ～ 84）
63～69 （ 82 ～ 87）
抗弯强 度
（ GP 2.4a5） ～ 2.75
2.刃倾角的选择
选择刃倾角时，应按照刀具的具体工作条件进行具体分析，一般情 况可按加工性质选取。精车λs =0o～5o；粗车λs =0o～-5o； 断续车削λs＝-30o～-45o；大刃倾角精刨刀λs＝75o～80o。
(1)控制切屑的流向 如图5-5所示，当λS =0o 时，切屑垂
直于切削刃流出；λS为负值时，切屑流向已加工表面； λS为正值时，切屑流向待加工表面。
用于机动复 杂的中速刀 具，如钻头、 铣刀、齿轮 刀具等
硬质 合金
陶瓷
（ YG 类 ） 69～81 K 类 （ YT （ 89 ～ 类 ） P 类 93） （ YW 类 ） M类
SG4 、 （ 93 ～
AT6
94）
1500～
2100HV
1.08 ～ 2.16
0.4 ～ 1.115
800 ～ 1100
2.前角的选择原则 （1）主要根据工件材料的性质选择 （2）兼顾根据刀具材料的性质和加工性质 表5-1是硬质 合金车刀合理前角的 参考值。
3.前刀面型式（图5-3 前刀面型式）
（1）正前角平面型 如图5-3a所示，正前角平面型式的特点为：制造简单
能获得较锋利的刃口，但强度低，传热能力差。一般用于精加工刀 具、成形刀具、铣刀和加工脆性材料的刀具。
§1-2刀具的几何参数
二、刀具的结构几何参数 金属切削刀具包含刀柄和切削部分， 金属切削刀具包含刀柄和切削部分，刀柄是指刀具上 的夹持部分， 的夹持部分，切削部分是刀具上直接参加切削工作的 部分。在某些刀具(如外圆车刀 如外圆车刀)上切削部分也称为刀 部分。在某些刀具 如外圆车刀 上切削部分也称为刀 有些刀具(如麻花钻 还有导向部分。 如麻花钻)还有导向部分 头。有些刀具 如麻花钻 还有导向部分。 各类金属切削刀具切削部分的形状和几何参数， 各类金属切削刀具切削部分的形状和几何参数，都可 由外圆车刀切削部分演变而来， 由外圆车刀切削部分演变而来，因此我们以外圆车刀 为例研究金属切削刀具的几何参数。 为例研究金属切削刀具的几何参数。
刀具切削部分的组成要素
在实际刀具上常见的刀尖结构有： 在实际刀具上常见的刀尖结构有：
2．刀具的几何参数 ．
2.1 确定刀具切削角度的参考平面 刀具要从工件上切下金属， 刀具要从工件上切下金属，就必须具备一定的切削 角度， 角度，这些角度决定了刀具切削部分各表面的空间 位置。 位置。 如后图所示，图中标出宽刃刨刀的前角和后角， 如后图所示，图中标出宽刃刨刀的前角和后角，于 是就确定了刨刀前刀面和后刀面的位置。 是就确定了刨刀前刀面和后刀面的位置。但是刨刀 的前角和后角需要在选定的参考平面作为坐标系的 基础之后才能表明其大小。后图中所示的基面和切 基础之后才能表明其大小。 削平面就是选作坐标系的参考平面。 削平面就是选作坐标系的参考平面。
′
与工件已加工表面相对的刀面； 与工件已加工表面相对的刀面；
(4)主切削刃 担任主要切削工作，由前刀面与主后刀 主切削刃 担任主要切削工作， 面相交的棱边形成； 面相交的棱边形成； (5)副切削刃 担任少量切削工作，由前刀面与副后刀 副切削刃 担任少量切削工作， 面相交的棱边形成； 面相交的棱边形成； (6)刀尖 主、副切削刃联接处的一部分切削刃，常指 副切削刃联接处的一部分切削刃， 刀尖 它们的实际交点。 它们的实际交点。
刀具的几何参数
表2-3 刀具角度的换算关系
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刀具的几何参数，机械百科―机械技术人员的百科全书！
（1）定义刀具角度的参考系：为了定义刀具切削部分的几何角度，需选定适当组合的基准坐标平面作为参考系。 其中用于规定刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系称为刀具静止参考系，如图2-2所示。规定刀具进行 切削加工时几何参数的参考系称为刀具工作参考系。
法平面 P-n
假定工作 Pf 平面
背平面 Pp
通过切削刃上的选定点，且与切削刃垂直的平面。 通过切削刃上的选定点，垂直与基面且平行与假定进给运动方向的平面。
通过切削刃上的选定点，且垂直于基面和假定工作平面的平面。
（2）刀具角度的定义：刀具角度是刀具在静止参考系中的一组角度，其名称，表示符号及定义见表2-2。外圆车刀刀具角度见图2-3。 表2-2 刀具角度定义
刀具的几何参数，机械百科―机械技术人员的百科全书！
注：表中所列角度都只是过主切削刃选定点的角度（εr除外），过副切削刃选顶点的响应角度可仿照定义，并在角度符号右上角加一撇“′”以 示区别，例如车刀副偏为k′r，副后角为a′o。
（3）刀具角度的换算：制造或刃磨刀具时常需在不同坐标平面间进行刀具角度换算。各坐标平面间刀具角度的换算关系见表2-3
名称
前角法前角 前角 侧前角背前
角
符号 yo yn yf yp
定义
定义：前到面Ar与基面pr之间的夹角。在正交平面中测量、在法 平面中测量、在假定工作平面中测量、在背平面中测量。
ao
后角法后角 后角 侧后角背后
anHale Waihona Puke 角afap
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刀具的几何参数，机械百科―机械技术人员的百科全书！
（1）定义刀具角度的参考系：为了定义刀具切削部分的几何角度，需选定适当组合的基准坐标平面作为参考系。 其中用于规定刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系称为刀具静止参考系，如图2-2所示。规定刀具进行 切削加工时几何参数的参考系称为刀具工作参考系。
法平面 P-n
假定工作 Pf 平面
背平面 Pp
通过切削刃上的选定点，且与切削刃垂直的平面。 通过切削刃上的选定点，垂直与基面且平行与假定进给运动方向的平面。
通过切削刃上的选定点，且垂直于基面和假定工作平面的平面。
（2）刀具角度的定义：刀具角度是刀具在静止参考系中的一组角度，其名称，表示符号及定义见表2-2。外圆车刀刀具角度见图2-3。 表2-2 刀具角度定义
刀具的几何参数，机械百科―机械技术人员的百科全书！
注：表中所列角度都只是过主切削刃选定点的角度（εr除外），过副切削刃选顶点的响应角度可仿照定义，并在角度符号右上角加一撇“′”以 示区别，例如车刀副偏为k′r，副后角为a′o。
（3）刀具角度的换算：制造或刃磨刀具时常需在不同坐标平面间进行刀具角度换算。各坐标平面间刀具角度的换算关系见表2-3
名称
前角法前角 前角 侧前角背前
角
符号 yo yn yf yp
定义
定义：前到面Ar与基面pr之间的夹角。在正交平面中测量、在法 平面中测量、在假定工作平面中测量、在背平面中测量。
ao
后角法后角 后角 侧后角背后
anHale Waihona Puke 角afap
刀具切削部分的几何参数
与切削平面之间的夹角小于 90o时，规定前角为正；等 于90o时为零；大于90o时为 负。
（2）后角的正负——后面
与基面之间的夹角小于90o 时为正；等于90o时为零； 大于90o时为负。
（3）刃倾角的正负——刀
尖处于切削刃上最高点时为 正；最低点时为负；切削刃 与基面平行时，刃倾角为零。
1.4 刀具角度标注实例
（2）切削平面——通过切削刃的选 定点，垂直于基面并与主切削刃相切 的平面 。
（3）正交平面——通过切削刃的选 定点，垂直于主切削刃在基面上投影 的平面 。
三个平面相互垂直，组成空间的三 维直角坐标系。
（2）法平面—— 通过 切削刃上选定点并与切 削刃垂直的平面。
法平面参考系——法 平面、基面与切削平面 组成的参考系。
3.刀尖——三个刀面的交
点（主、副切削刃的交点）。
车刀切削部分的结构要素
1.3 刀具角度
1.车刀静止参考系假设
2.正交平面参考系
（1）不考虑进给运动的影响。 （2）车刀的安装使刀尖与工件 中心等高，刀杆轴线与工件轴线垂 直。 （3）刀刃平直，刀刃各点的切 削速度方向均相互平行。
（1）基面——通过切削刃的选定点， 垂直于该点切削速度方向的平面 。
面之间的夹角。
➢楔角——前面与后面之
间的夹角，它是派生角度 。
（4）在副截面中测量的角度
➢副前角—
—前面与基 面之间的夹 角。
➢副后角—
—副后面与 副切削平面 之间的夹角。
4.其他刀具标注参考系
1.法平面 、假 定工作平面和 背平面中度量 的角度仍然有 前角和后角。
5．刀具角度正负的规定
（1）前角的正负——前面
➢副偏角——副切削刃在
（2）后角的正负——后面
与基面之间的夹角小于90o 时为正；等于90o时为零； 大于90o时为负。
（3）刃倾角的正负——刀
尖处于切削刃上最高点时为 正；最低点时为负；切削刃 与基面平行时，刃倾角为零。
1.4 刀具角度标注实例
（2）切削平面——通过切削刃的选 定点，垂直于基面并与主切削刃相切 的平面 。
（3）正交平面——通过切削刃的选 定点，垂直于主切削刃在基面上投影 的平面 。
三个平面相互垂直，组成空间的三 维直角坐标系。
（2）法平面—— 通过 切削刃上选定点并与切 削刃垂直的平面。
法平面参考系——法 平面、基面与切削平面 组成的参考系。
3.刀尖——三个刀面的交
点（主、副切削刃的交点）。
车刀切削部分的结构要素
1.3 刀具角度
1.车刀静止参考系假设
2.正交平面参考系
（1）不考虑进给运动的影响。 （2）车刀的安装使刀尖与工件 中心等高，刀杆轴线与工件轴线垂 直。 （3）刀刃平直，刀刃各点的切 削速度方向均相互平行。
（1）基面——通过切削刃的选定点， 垂直于该点切削速度方向的平面 。
面之间的夹角。
➢楔角——前面与后面之
间的夹角，它是派生角度 。
（4）在副截面中测量的角度
➢副前角—
—前面与基 面之间的夹 角。
➢副后角—
—副后面与 副切削平面 之间的夹角。
4.其他刀具标注参考系
1.法平面 、假 定工作平面和 背平面中度量 的角度仍然有 前角和后角。
5．刀具角度正负的规定
（1）前角的正负——前面
➢副偏角——副切削刃在
刀具合理几何参数的选择
刀具的几何参数包括刀具的切削角度，刀面的形式(如平前刀面，带卷屑断屑槽的前刀面、波形刀面等)以及切削刃的形状(直线形、折线形、圆弧形等)。
刀具的几何参数对切屑变形、切削力、切削温度和刀具磨损都有显著影响，从而影响切削加工生产率、刀具耐用度、加工质量和加工成本。
刀具的合理几何参数．是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而能达到提高切削效率，降低加工成本目的的几何参数。
选择刀具合理几何参数主要取决于工件材料、刀具材料、刀具类型，也与切削用量、工艺系统刚性和机床功率等因素有关。
第一节前角及前刀面形状的选择一、前角的功用及选择前角是刀具上重要的几何参数之一，它的大小决定切削刃的锋利程度和强固程度，直接影响切削过程。
前角有正前角和负前角之分。
取正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力，从而可减小切削力和切削热，使切削轻快，提高刀具寿命，并提高已加工表面质量。
但前角过大时，楔角过小，会削弱切削刃部的强度并降低散热能力，反而会使刀具寿命降低。
由图可知，加工不同材料时，前角太大或太小，刀具耐用度都较低。
在一定加工条件下，存在一个耐用度为最大的前角，即合理前角。
取负前角的目的在于改善刃部受力状况和散热条件，提高切削刃强度和耐冲击能力。
负前角刀具通常在用脆性刀具材料加工高强度高硬度工件材料而当切削刃强度不够、易产生崩刃时才采用。
前角的合理数值选取原则刀具合理前角的选择主要取决于刀具材料、工件材料的种类与性质：1．刀具材料：强度和韧性较高时可选择较大的前角。
高速钢的强度高，韧性好；硬质合金脆性大，怕冲击，易崩刃。
因此，高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些，可大5°～10°。
瓷刀具的脆性更大，故前角应选择得比硬质合金还要小一些。
选择要充分注意增加切削刃强度，常取负值(多在－4°～－15°围)以改善刀具受力时的应力状态，并选负的刃倾角(取0°～－10°)与之配合以改善切入时承受冲击的能力。
刀具几何参数与切削用量的合理选择
切削热
合理的刀具几何参数和切 削用量可以降低切削热， 减少因热变形对加工精度 的影响，提高加工效率。
04 实际应用案例分析
案例一
总结词
根据工件材料和加工要求，选择合适的刀具几何参数和切削用量，提高加工效率和表面 质量。
详细描述
在车削加工中，刀具的几何参数如前角、后角和刃倾角对切削力和切削热有显著影响。 前角增大，切削力减小，切削热增加；后角增大，切削热减少，但切削力可能增大。选 择合适的切削用量，如切削速度、进给量和切削深度，可以优化加工效率和表面质量。
刀具主副偏角
主副偏角的大小影响切削层的形状和切削宽度。减小主副 偏角，可减小切削层的截面积，降低切削力，但刀尖强度 减弱。
切削用量对加工质量的影响
1 2
切削速度
切削速度过高可能导致工件表面粗糙度增加或产 生积屑瘤；切削速度过低则可能使切削力增大， 导致刀具磨损。
进给量
进给量过大会导致切削力增大，工件表面粗糙度 增加；进给量过小则可能影响加工效率。
案例四
总结词
根据工件材料、磨料和加工要求，选择合适的刀具几何参数和切削用量，以提高磨削效率和表面质量。
详细描述
在磨削加工中，刀具的几何参数如磨料粒度、结合剂硬度对磨削效率和表面质量有重要影响。磨料粒度越细，表 面粗糙度越低；结合剂硬度越高，磨粒越稳定。选择合适的切削用量，如磨削深度、磨削速度和进给速度，可以 优化磨削效率和表面质量。
谢谢聆听
进给量过小可能导致加 工效率低下，过大则可 能导致加工表面质量下 降。
切削深度的合理选择
01
切削深度影响切削力、切削热和 刀具寿命。
02
选择合适的切削深度可以降低切 削力，减少热量产生，提高刀具
刀具几何参数的合理选择
主偏角选择的具体原则 如下:
1．根据加工工艺系统刚性选择 粗加工、半精加工和工艺系统刚性不足时，为减小背 向力，减小振动，提高刀具耐用度，应选用较大主偏角， 一般主偏角为60 o～75 o。 2．根据加工材料选择 在加工高强度、高硬度材料时，为减轻单位长度切削 刃上的负荷，改善刀尖的散热条件，提高刀具强度和寿命， 应选取较小主偏角。 3．根据加工表面形状要求选择 在车阶梯轴时，选择主偏角=90o～92o；需要用一把刀 车外圆、车端面和倒角时，应选择主偏角=45o的车刀。
金属切削加工
刀具几何参数的合理选择
刀具的几何参数主要包括：刀具角度、前面与后面型式、 切削刃与刃口形状等。
刀具合理几何参数——是指在保证加工质量的前提下， 能够获得最高的刀具寿命，从而达到提高生产效率、降低生 产成本的刀具几何参数。
1.1前角和前面型式的选择
1．前角的选择 增大前角，切削刃锋利，切削变形减小、切削力减小、 切削温度降低、刀具磨损减小、加工表面质量提高。但若前 角过大，刀具刚度和强度降低，散热条件变差，切削温度高， 刀具易磨损或破损，刀具寿命低。总结正、反两方面的影响， 前角应有一个最佳值。 选择前角的原则：“固中求锐”。 （1）按工件材料选—— 切塑性材料时，应选较大前角； 切脆性材料，宜选较小前角。材料强度和硬度越高，前角越 小，有时甚至取负值。 （2）按刀具材料选——高速钢刀具材料的抗弯强度、抗 冲击韧性高，可选取较大的前角；硬质合金材料的抗弯强度 较低、脆性大，故前角应小些；陶瓷刀具材料的强度和韧性 更低、脆性更大，故前角应更小些。
2.前面型式的选择
（1）正前角平面型（图4.19a）——特点是结构简单、 制造容易、刀刃锋利，但刀尖强度较低、散热能力较差。
（2）正前角带倒棱型（图4.19b）——提高刀具刃口强 度、改善散热条件、增强刀具耐用度。
第十章 刀具合理几何参数的选择
第一节 前角及前刀面形状的选择
三、带卷屑槽的前刀面形状及其参数的选择
2、直线形卷屑槽 直线形卷屑槽的槽底角，对切屑的卷曲变形由直接 的影响。 一般取槽底角等于 110°~130° 3、全圆弧形卷屑槽 可获得较大的前角，而不至于使切削刃部分强度影 响很大。 4、卷屑槽长度Wn对切屑变形影响很大影响： Wn小，易断屑，太小，切屑飞溅； Wn大， 不易断屑。 一般取Wn=(7~10)f
后刀面
刀面
第二节 后角的选择
减小后角、设臵消振棱，可提高工艺系统刚性、提 高加工表面粗糙度的主要原因： a ：增加了后刀面与已加工表面之间的接触面积， 可以产生同振动位移方向相反的摩擦阻力； b：对已加工表面起一定的烫压作用。
（3）对尺寸精度要求较高的刀具，宜采用较小的 后角。原因：NB一定时，较小的后角可使刀具 耐用度提高（如前图10-8所示），切削尺寸稳定。 车削钢和铸铁时，后角一般取4°~ 6°；切断刀副后 角一般取1°~ 2°。见图10-10所示。
第二节 后角的选择
后角数值合理与否直接影响已加工表面 的质量、刀具使用寿命和生产率。 后角的功用 ①影响后刀面与加工表面之间的摩擦
② 影响加工工件的精度 ③影响刀具耐用度和刃口的强度
第二节 后角的选择
一、增大后角，可提高刀具耐用度的原因
1、增大后角，可减小弹性恢复层与后到面的接触 长度，因而减小后刀面的摩擦与磨损； 2、后角增大，楔角减小，刀刃钝圆半径减小，可 减小工件表面的弹性恢复； 3、在磨损标准VB一定的情况下，后角的增大，可 使刀具磨去较大体积的刀具材料，因而增加了刀 具寿命。 后角太大时，由于楔角的减小，将消弱切削刃 的强度。 如下图所示
下，能够获得最高刀具耐用度，达到提高效率或
降低生产成本的几何参数。
3刀具几何参数
(2)消除积屑瘤措施
➢①采用低速或高速切削，避开易产生积屑 瘤的切削速度区域。
➢② 减小进给量，增大刀具前角，提高刀具 刃磨质量，合理选用切削液，以使摩擦和 粘结减小，从而达到抑制积屑瘤的作用。
➢③合理调节各切削参数间的关系，以防止 形成中温区。
6.影响切屑变形的主要因素
➢ (1)工件材料 工件材料的塑性越大，强度、硬度越低，屈服极限越低， 越容易变形，切屑变形就越大；反之，切削强度、硬度高 的材料，不易产生变形，若需达到一定变形量，应施较大 作用力和消耗较多的功率。
4.切屑的类型及其控制
图1-4 切屑类型 a)带状切屑 b)挤裂切屑 c)粒状切屑 d)崩碎切屑
5.积屑瘤
(1)积屑瘤现象和影响
在切削速度不高（中速） 而又能形成连续切屑的情况下， 加工一般钢料或其它塑性材料 时，常常在前刀面处粘着一块 剖面有时呈三角状的硬块。它 的硬度很高，通常是工件材料 的2-3倍，在处于比较稳定的 状态时，能够代替切削刃进行 切削，对切削刃有保护作用。 这块冷焊在前刀面上的金属称 为积屑瘤或刀瘤。
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四、车刀切削部分的几何角度
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四、车刀切削部分的几何角度
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ห้องสมุดไป่ตู้
四、车刀切削部分的几何角度
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四、车刀切削部分的几何角度
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四、车刀切削部分的几何角度
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4.刀具的工作角度 以切削过程中实际的切削平面、基面
➢ (2)前角 前角越大，切削刃越锋利，刀具前面对切削层的挤压作用 越小，则切屑变形就越小。
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车刀量角台
底座为圆盘形，在零度 线左右方向各有100o角度， 用于测量车刀的主偏角和 副偏角，通过底盘指针读 出角度值；工作台可绕底 座中心在零刻度线左右 100o范围内转动；定位块 可在平台上平行滑动，作 为车刀的基准
大扇形刻度盘上有 正负的刻度，用于测 量前角、后角、刃倾 角，通过测量片的指 针指出角度值
节状切屑
节状切屑又称挤裂切屑。切屑上各滑移面 大部分被剪断，尚有小部分连在一起，犹 如节骨状。它的外弧面呈锯齿形，内弧面 有时有裂纹。这种切屑在切削速度较低， 切削厚度较大的情况下产生。出现节状切 屑时，切削过程不平稳，切削力有波动， 已加工表面粗糙度较大。
粒状切屑(单元切屑)
切屑沿剪切面完全断开，因而切屑呈粒 状(单元状)。当切削塑性材料，在切削速度 极低时产生这种切屑。出现粒状切屑时切 削力波动大，已加工表面粗糙度大。
测量片有主平面 （大平面）、底平面、 侧平面三个成正交的 平面组成，在测量过 程中，根据不同的情 况可分别用以代表剖 面、基面、切削平面 等
原始位置调整
• 在基面Pr内测量主偏角Kr和副偏角K'r
在切削平面Ps内测量刃倾角λs
在切削平面内所度量的主 刀刃和基面的夹角 测量方法：旋转测量片，即旋 转底平面（基面）使其与主 刀刃重合
●在自动机或自动线上，宝塔状切屑是一 种比较好的屑形。
●车削铸铁、黄铜等脆性材料时，为避免 切屑飞溅伤人或损坏滑动表面，应设法使 切屑连成卷状。
只有在立式床上镗盲孔时，为了使切屑顺利排出孔外，才 要求形成带状切屑或长螺卷屑。
●C形屑不缠绕工件，也不易伤人，是 一种比较好的屑形。但C形屑高频率的碰撞 和折断会影响切削过程的平稳性，对已加 工表面粗糙度有影响，所以精车时希望形 成长螺卷屑。
●在重型机床上用大切深、大进给量车削钢 件时，C形屑易损坏切削刃和飞崩伤人，所 以通常希望形成发条状切屑。
• 自动线生产用的刀具，主要考虑刀具工作 的稳定性，有时要考虑断屑问题；
• 机床刚性和动力不足时，刀具应力求锋利， 以减小切削力和振动。
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五个角度如何选择?
前角的选择
如果出现负前角，切屑会如何变化？
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切屑的种类及卷屑、断屑机理
★切屑的分类
能否合理地进行切削和形成什么样的切屑有着 密切的关系，通过观察切屑的形状可以得到各种 有用的信息。切屑的形状是多种多样的，一般可 以按照如下两种系统分类：
进给平面Pf的夹角 （与表面粗糙度相关）
s
实验原理
车刀量角台是测量车刀几何角度的专用量角仪
1-支角 2-底盘 3-导条 4-定位块 5-工作台 6-工作台指针 7-小轴 8-螺钉轴 9-测量片 10-销轴 11-螺钉 12-大刻度盘 13-滑体 14-小指针15-小刻度盘 16-小螺钉 17-旋钮
崩碎切屑
切削脆件材料时，被切金属层在前刀面的 推挤下未经塑性变形就在张应力状态下脆 断，形成不规则的碎块状切屑。形成崩碎 切屑时，切削力幅度小，但波动大，加工 表面凹凸不平。
切屑的形态是随切削条件的改变而转化 的。在形成节状切屑的情况下，若减小前 角或加大切削厚度，就可以得到粒状切屑； 反之，若加大前角，提高切削速度，减小 切削厚度，则可得到带状切屑。
切屑的形状分类
切屑的形 状大体有带状 屑、C型屑 崩碎屑、螺卷 屑、长紧卷屑、 发条状屑、宝 塔状屑等
★由于切削加工的具体条件不同，要求 切屑的形状也有所不同。
●在一般情况下，不希望得到带状切屑。在切削加工中，理
想的切屑形态应细小而易于控制。长带状并会形成鸟巢形的切 屑是机床操作者最不愿意看到的。带状切屑会挂在主轴、刀片、 夹具和测量装置上，使自动测量和装卸设备无法正常使用。缠 绕在刀具和工件上的长切屑会在工件上形成擦伤，并会缩短刀 具寿命，因为长切屑不能像细小切屑那样有效地从切削区带走 切削热。
刀具标注角度
• 1)前角 0 :在主剖面内度量的基面Pr与前刀面Ar 的夹角。
• 2)后角 0 :在主剖面内度量的后刀面A 与切削平
面Ps的夹角。
• 3)楔角0 :在主剖面内度量的后刀面 A与前刀面
Ar的夹角。
重点掌握
4)刃倾角 s 在切削平面内度量的主切削刃S
与基面Pr的夹角 5)主偏角Kr 在基面Pr内度量的切削平面Ps与
在主剖面P0内测量后角α0
高速钢
高速钢是在高碳钢中加入了大量的 钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素， 这些元素是强烈的碳化物形成元素，与碳 形成高硬度的碳化物，提高了钢的耐磨性 和淬透性。
• 硬质合金是高硬度、难熔金属碳化 物(主要是WC，TiC等．又称高温碳 化物)微米级的粉末，用钴或镍作 粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。
在主剖面P0内测量前角γ0
在测量主偏角时， 主刀刃在基面的投影 与主平面重合， 如果 使主刀刃在基面的投 影相对于主平面旋转 90o，则主刀刃在基面 的投影与主平面垂直， 即可把主平面看作主 剖面。
当测量片指针指零 时，底平面作为基面， 侧平面为主切削平面， 这样就形成了在主剖 面内，基面与前刀面 的夹角，即前角；主 切削平面与后刀面的 夹角，即后角。
陶瓷
纯氧化铝陶瓷
金刚石 加工刀具的刀具，应用广泛
立方氮化硼 磨具 砂轮
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刀具几何参数的选择
在保证加工质量的前提下，能够满足刀 具使用寿命长、生产效率高、加工成本低 的刀具几何参数，称为刀具的合理几何参 数。
一般性原则
• 粗加工时，着重考虑保证刀具使用寿命最 长；
• 精加工时，主要考虑保证加工精度和已加 工表面质量要求；
(1)形态 按照局部观察切屑时的形状来分，如切屑 是连续的还是分离的。
(2)形状 按照整体观察切屑时的形状来分，如切屑 是笔直的或者向哪个方向有多大程分为4种基本类型 带状切屑 节状切屑 粒状切屑 崩碎切屑
带状切屑
带状切屑是最常见的一种切屑。它的形状像一 条连绵不断的带子，底部光滑，背部呈毛茸状。 一般加工塑性材料，当切削厚度较小，切削速度 较高，刀具前角较大时，得到的切屑往往是带状 切屑。出现带状切屑时，切削过程平稳，切削力 波动较小，已加工表面粗糙度较小。
底座为圆盘形，在零度 线左右方向各有100o角度， 用于测量车刀的主偏角和 副偏角，通过底盘指针读 出角度值；工作台可绕底 座中心在零刻度线左右 100o范围内转动；定位块 可在平台上平行滑动，作 为车刀的基准
大扇形刻度盘上有 正负的刻度，用于测 量前角、后角、刃倾 角，通过测量片的指 针指出角度值
节状切屑
节状切屑又称挤裂切屑。切屑上各滑移面 大部分被剪断，尚有小部分连在一起，犹 如节骨状。它的外弧面呈锯齿形，内弧面 有时有裂纹。这种切屑在切削速度较低， 切削厚度较大的情况下产生。出现节状切 屑时，切削过程不平稳，切削力有波动， 已加工表面粗糙度较大。
粒状切屑(单元切屑)
切屑沿剪切面完全断开，因而切屑呈粒 状(单元状)。当切削塑性材料，在切削速度 极低时产生这种切屑。出现粒状切屑时切 削力波动大，已加工表面粗糙度大。
测量片有主平面 （大平面）、底平面、 侧平面三个成正交的 平面组成，在测量过 程中，根据不同的情 况可分别用以代表剖 面、基面、切削平面 等
原始位置调整
• 在基面Pr内测量主偏角Kr和副偏角K'r
在切削平面Ps内测量刃倾角λs
在切削平面内所度量的主 刀刃和基面的夹角 测量方法：旋转测量片，即旋 转底平面（基面）使其与主 刀刃重合
●在自动机或自动线上，宝塔状切屑是一 种比较好的屑形。
●车削铸铁、黄铜等脆性材料时，为避免 切屑飞溅伤人或损坏滑动表面，应设法使 切屑连成卷状。
只有在立式床上镗盲孔时，为了使切屑顺利排出孔外，才 要求形成带状切屑或长螺卷屑。
●C形屑不缠绕工件，也不易伤人，是 一种比较好的屑形。但C形屑高频率的碰撞 和折断会影响切削过程的平稳性，对已加 工表面粗糙度有影响，所以精车时希望形 成长螺卷屑。
●在重型机床上用大切深、大进给量车削钢 件时，C形屑易损坏切削刃和飞崩伤人，所 以通常希望形成发条状切屑。
• 自动线生产用的刀具，主要考虑刀具工作 的稳定性，有时要考虑断屑问题；
• 机床刚性和动力不足时，刀具应力求锋利， 以减小切削力和振动。
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五个角度如何选择?
前角的选择
如果出现负前角，切屑会如何变化？
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切屑的种类及卷屑、断屑机理
★切屑的分类
能否合理地进行切削和形成什么样的切屑有着 密切的关系，通过观察切屑的形状可以得到各种 有用的信息。切屑的形状是多种多样的，一般可 以按照如下两种系统分类：
进给平面Pf的夹角 （与表面粗糙度相关）
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实验原理
车刀量角台是测量车刀几何角度的专用量角仪
1-支角 2-底盘 3-导条 4-定位块 5-工作台 6-工作台指针 7-小轴 8-螺钉轴 9-测量片 10-销轴 11-螺钉 12-大刻度盘 13-滑体 14-小指针15-小刻度盘 16-小螺钉 17-旋钮
崩碎切屑
切削脆件材料时，被切金属层在前刀面的 推挤下未经塑性变形就在张应力状态下脆 断，形成不规则的碎块状切屑。形成崩碎 切屑时，切削力幅度小，但波动大，加工 表面凹凸不平。
切屑的形态是随切削条件的改变而转化 的。在形成节状切屑的情况下，若减小前 角或加大切削厚度，就可以得到粒状切屑； 反之，若加大前角，提高切削速度，减小 切削厚度，则可得到带状切屑。
切屑的形状分类
切屑的形 状大体有带状 屑、C型屑 崩碎屑、螺卷 屑、长紧卷屑、 发条状屑、宝 塔状屑等
★由于切削加工的具体条件不同，要求 切屑的形状也有所不同。
●在一般情况下，不希望得到带状切屑。在切削加工中，理
想的切屑形态应细小而易于控制。长带状并会形成鸟巢形的切 屑是机床操作者最不愿意看到的。带状切屑会挂在主轴、刀片、 夹具和测量装置上，使自动测量和装卸设备无法正常使用。缠 绕在刀具和工件上的长切屑会在工件上形成擦伤，并会缩短刀 具寿命，因为长切屑不能像细小切屑那样有效地从切削区带走 切削热。
刀具标注角度
• 1)前角 0 :在主剖面内度量的基面Pr与前刀面Ar 的夹角。
• 2)后角 0 :在主剖面内度量的后刀面A 与切削平
面Ps的夹角。
• 3)楔角0 :在主剖面内度量的后刀面 A与前刀面
Ar的夹角。
重点掌握
4)刃倾角 s 在切削平面内度量的主切削刃S
与基面Pr的夹角 5)主偏角Kr 在基面Pr内度量的切削平面Ps与
在主剖面P0内测量后角α0
高速钢
高速钢是在高碳钢中加入了大量的 钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素， 这些元素是强烈的碳化物形成元素，与碳 形成高硬度的碳化物，提高了钢的耐磨性 和淬透性。
• 硬质合金是高硬度、难熔金属碳化 物(主要是WC，TiC等．又称高温碳 化物)微米级的粉末，用钴或镍作 粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。
在主剖面P0内测量前角γ0
在测量主偏角时， 主刀刃在基面的投影 与主平面重合， 如果 使主刀刃在基面的投 影相对于主平面旋转 90o，则主刀刃在基面 的投影与主平面垂直， 即可把主平面看作主 剖面。
当测量片指针指零 时，底平面作为基面， 侧平面为主切削平面， 这样就形成了在主剖 面内，基面与前刀面 的夹角，即前角；主 切削平面与后刀面的 夹角，即后角。
陶瓷
纯氧化铝陶瓷
金刚石 加工刀具的刀具，应用广泛
立方氮化硼 磨具 砂轮
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刀具几何参数的选择
在保证加工质量的前提下，能够满足刀 具使用寿命长、生产效率高、加工成本低 的刀具几何参数，称为刀具的合理几何参 数。
一般性原则
• 粗加工时，着重考虑保证刀具使用寿命最 长；
• 精加工时，主要考虑保证加工精度和已加 工表面质量要求；
(1)形态 按照局部观察切屑时的形状来分，如切屑 是连续的还是分离的。
(2)形状 按照整体观察切屑时的形状来分，如切屑 是笔直的或者向哪个方向有多大程分为4种基本类型 带状切屑 节状切屑 粒状切屑 崩碎切屑
带状切屑
带状切屑是最常见的一种切屑。它的形状像一 条连绵不断的带子，底部光滑，背部呈毛茸状。 一般加工塑性材料，当切削厚度较小，切削速度 较高，刀具前角较大时，得到的切屑往往是带状 切屑。出现带状切屑时，切削过程平稳，切削力 波动较小，已加工表面粗糙度较小。