刀具材料与几何角度专题
第一章刀具的几何角度及切削要素(+考试要点)
通过切削刃 上选定点， 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。 削刃相切的平面。
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2.刀具的标注角度
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主偏角κ 主切削刃在基面上的投影与进给 方向之间的夹角。 运动速度vf 方向之间的夹角。 2）副偏角κr′ 副切削刃在基面上的投影与进给 副偏角κ 反方向之间的夹角。 运动速度vf反方向之间的夹角。
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2.刀刃
（1）主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。 前刀面与主后刀面在空间的交线。
（2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。 前刀面与副后刀面在空间的交线。
3．刀尖
三个刀面在空间的交点，也可理解为主、 三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
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§1.2.3切削用量三要素 1.2.3
在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀 量（切削深度）总称为切削用量。它表示主 运动和进给运动量。 1.切削速度 切削速度 刀具切削刃上选定点相对工件主运动的 瞬时线速度称为切削速度，用vc表示，单位 为m/s或m/min。
dn vc = = 1000 318
π dn
切削速度
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2.进给量 进给量
工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相 对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量， 用f表示，单位为mm/r。 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件 的位移量，称为进给速度，用vf表示，单位为 mm/s或m/min。 当主运动为旋转运动时，进给量f与进给速度 vf之间的关系为： vf ＝fn
刀具切削部分的几何形状和角度解析
三、刀具切削部分的几何角度
1、度量刀具角度的参考系
刀具静止参考系 ——用于定义刀具在设计、 制造、刃磨和测量时刀 （标注角度） 具几何参数的参考系。
刀具工作参考系 ——规定刀具进行切削加工
（工作角度） 时几何参数的参考系。
2、刀具静止参考系
基面pr ——过切削刃选定点平行 或垂直刀具安装面（或轴线）的 平面。
尖形刀尖
修圆刀尖
倒角刀尖
主讲： 骆志强
一、 刀具的组成部分
刀体 ——刀具上夹持刀条或 刀片的部分。 刀柄 ——刀具上的夹持部分。 刀头 ——担负切削工作，又 称切削部分。
二、刀具切削部分的组成
ຫໍສະໝຸດ 前刀面Aγ ——切屑沿其流出的表面。 主后刀面Aα ——与过渡表面相对的面。 副后刀面Aαˊ ——与已加工表面相对的面。 ——前刀面与主后刀面相交形 成的刀刃。 主切削刃 S ——前刀面与副后刀面相交形 副切削刃 Sˊ 成的刀刃。 ——主、副切削刃连接处的一小部分 刀尖 切削刃。(刀尖类型)
主偏角κr ——主切削平面 与假定工作平面之间的夹角。 ——副切削平 面与假定工作平面之间的夹 副偏角κr ˊ 角。 ——主切削平面 刀尖角εr 与副切削平面之间的夹角。
思考： κr 、 κr ˊ 、 εr 之间的 关系？ εr ＝180°－（ κr ＋ κr ˊ ） （3）在切削平面中测量的角度
切削平面ps ——过切削刃选定点 与切削刃相切并垂直于基面的平 面。 正交平面po ——过切削刃选定 点同时垂直于切削平面和基面的 平面。 法平面Pn ——过切削刃选定点 并垂直于主切削刃的平面。
正交平面参考系
刀具几何角度的作用及选择原则
刀具几何角度的作用及选择原则刀具的几何角度对加工质量、切削力和切削温度等有很大的影响，正确的选择刀具几何角度可以提高切削效率和工件表面质量。
本文将从切削角、主偏角、切削刃前角和切削刃后角四个方面来探讨刀具几何角度的作用及选择原则。
一、切削角切削角是刀具主切削面与工件切削表面的夹角，一般分为正的和负的两种情况。
1.正切削角：也称为刀具顶角，是指刀具主切削面与工件切削表面夹角大于90°的情况。
正切削角有利于降低切削力和切削温度，减少刀具磨损。
因此，在切削硬材料或脆性材料时，一般选择正切削角。
但是正切削角也会增大刀具与工件接触面积，增加切削力，从而需要更大的功率投入。
2.负切削角：也称为刀具反角，是指刀具主切削面与工件切削表面夹角小于90°的情况。
负切削角能降低切削力和切削温度，提高切削稳定性和切削质量。
因此，在切削软材料或难切削材料时，一般选择负切削角。
然而，负切削角的刀具易产生振动，增加切削噪声，且不易控制切削深度。
在实际应用中，切削角的选择应根据材料的性质、切削目标和加工条件综合考虑，一般需要通过试切试验来确定最佳切削角。
二、主偏角主偏角是刀具俯仰角，是指刀具主切削面与铣削切削方向之间的夹角。
主偏角的大小会直接影响刀具的切削力和切削质量。
1.大主偏角：大主偏角可以降低刀具的切削力和切削温度，提高切削稳定性和切削质量。
大主偏角适用于切削精度要求高、切削深度相对较小、切削速度相对较低的情况。
2.小主偏角：小主偏角可以提高刀具的切削效率和切削速度，适用于切削深度相对较大、切削速度相对较高的情况。
然而，小主偏角容易导致切屑的卡刀现象，增加刀具磨损和加工表面粗糙度。
主偏角的选择应结合切削效率和切削质量的要求，同时考虑刀具的刚度和加工条件等因素。
三、切削刃前角切削刃前角是刀具切削刃前的锥度角，主要影响刀具的切削稳定性和切削质量。
1.大切削刃前角：大切削刃前角可以增加切削深度和切削范围，提高切削效率和切削速度。
刀具切削部分的几何形状和角度解析
❖ 前角γo ——前刀面与基面 之间的夹角。
❖ 后角αo ——主后刀面与切 削平面之间的夹角。
❖ 楔角βo ——前面与后面的 夹角。
思考：γo、 αo、 βo 之间的关系？
βo＝90°－（ γo ＋αo ）
（2）在基面中测量的角度
❖ 主偏角κr ——主切削平面 与假定工作平面之间的夹角。 ——副切削平
——前刀面与主后刀面相交形 ❖ 主成切的削刀刃刃S。
——前刀面与副后刀面相交形 ❖ 副成切的削刀刃刃S。ˊ
——主、副切削刃连接处的一小部分 ❖ 刀切尖削刃。(刀尖类型)
车刀的切削部分
三、刀具切削部分的几何角度
1、度量刀具角度的参考系
刀具静止参考系 ——用于定义刀具在设计、 （标注角度） 制造、刃磨和测量时刀 具几何参数的参考系。
❖ 后角αo ：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。
❖ 刃倾角λs ：刀尖是主切削刃上最高点时刃倾角为正，刀尖位于主 切削刃上最低点时刃倾角为负，主切削刃与基面平行时刃倾角为 零。
尖形刀尖
修圆刀尖
倒角刀尖
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13
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刀具工作参考系 ——规定刀具进行切削加工 （工作角度） 时几何参数的参考系。
2、刀具静止参考系
❖ 基面pr ——过切削刃选定点平行 或垂直刀具安装面（或轴线）的 平面。
❖ 切削平面ps 面po ——过切削刃选定 点同时垂直于切削平面和基面的 平面。
❖ 法平面Pn ——过切削刃选定点 并垂直于主切削刃的平面。
正交平面参考系
❖ 假定工作平面pf ——通过 切削刃选定点并垂直于基面 的平面，一般其方位平行于 假定的进给运动方向。
_刀具几何角度的测量
实验一刀具几何角度的测量1.实验内容：（一）测主刀刃上的角度；①主偏角Kr大小指针为零，转动工作台使主刀刃靠大指针平面C，这时C面为主切削平面，则指针板上刻度线所对底盘上的角度即为Kr。
②刃倾角λs调整滑体高度，使大指针底边靠刀刃。
则大指针所指角度即为λs（右负、左正）。
③前角γ0使工作台沿逆时针方向转９０゜这时C面为主剖面。
调整滑体、定位块，使大指针底边靠前刀面，则大指针所指的角度为γ0（右负、左正）。
④后角а0调整滑体和定位块位置，使大指针侧边靠后刀面，则大指针所指的角度为а0。
（二）测副刀刃上的角度；①副偏角K,r大小指针对零，转动工作态使副刀刃靠大指针C面，这时C面为副切削平面。
指针板上刻度线所对底盘上刻度即为K,r。
②副后角а,0使工作台顺时针转过９０゜，调整滑体、定位块，使大指针侧边靠副后刀面，则大指针所指的角度为а,0。
（三）法剖面的角度：①法剖面的前角γn在主偏角的前提下，使工作台逆时针方向转９０゜，这时C面为主剖面，调整小指针，使小指针的角度指着测出的刃倾角λs的角度（这时大指针垂直于刀刃）。
调整滑体，定位块，使大指针底边靠前刀面，则大指针所指的角度为γn （右负、左正）。
②法剖面的后角аn调整滑体和定位块位置，使大指针侧边靠后刀面，则大指针所指的角度为аn。
2.实验结果：前角后角主偏角副偏角刃倾角所测刀具几何角度示意图外圆车刀：切断刀：3.思考题：（1）测量车刀的法剖面、横剖面中的几何角度时，车刀量角台该如何调整及测量？答：测量法剖面系车刀几何角度：测量法剖面系车刀几何角度时，主偏角、刃倾角、副偏角均与测主剖面车刀角度的原理与方法相同。
只是在测量法前角与法后角时，应旋松螺钉轴，旋转摇臂，按刃倾角正负值顺（逆）时针方向旋转刃倾角值后，固紧螺钉轴即可按法前角和法后角定义分别测出。
横剖面车刀几何角度测量方法与之相似。
（2）车刀前角与车刀刃倾角有何区别？答：车刀的前角是基面与切削时切屑流出时，刀具与切屑相接触的表面的夹角；刃倾角是在切削平面内主刀刃和基面的夹角，它影响切屑流出的方向及刀尖的强度。
刀具几何角度的测量实验报告
刀具几何角度的测量实验报告刀具几何角度的测量实验报告引言：刀具在机械加工领域中起着至关重要的作用。
而刀具的几何角度对于其性能和加工效果有着直接的影响。
因此，准确测量刀具的几何角度是非常重要的。
本实验旨在通过一系列测量实验，探究刀具几何角度的影响以及测量方法的准确性。
实验一：刀具的切削角度测量在切削过程中，刀具的切削角度直接影响着切削力和切削刃的寿命。
本实验使用了专用的角度测量仪器，通过将刀具固定在测量仪器上，准确测量了刀具的切削角度。
实验结果显示，切削角度的大小与切削力呈正相关关系。
较大的切削角度可以减小切削力，但过大的切削角度会导致切削刃的过早磨损。
因此，在实际加工中，需要根据具体情况选择适当的切削角度。
实验二：刀具的前角度测量刀具的前角度是指刀具刃的前面与切削面之间的夹角。
该角度的大小直接影响着切削刃的尖锐度和切削质量。
本实验使用了光学显微镜，通过观察切削刃的形态，测量了刀具的前角度。
实验结果显示，较小的前角度可以使切削刃更加尖锐，提高切削质量。
然而，过小的前角度会导致切削刃容易损坏。
因此，在实际加工中，需要根据材料的硬度和切削条件选择适当的前角度。
实验三：刀具的后角度测量刀具的后角度是指刀具刃的后面与切削面之间的夹角。
该角度的大小对切削刃的排屑性能和切削质量有着重要影响。
本实验使用了扫描电子显微镜，通过观察切削刃的形态，测量了刀具的后角度。
实验结果显示，较小的后角度可以改善切削刃的排屑性能，提高切削质量。
然而，过小的后角度会导致切削刃的容易断裂。
因此，在实际加工中，需要根据切削材料的特性选择适当的后角度。
实验四：刀具的侧后角度测量刀具的侧后角度是指刀具刃的侧面与切削面之间的夹角。
该角度的大小对切削刃的切削力和切削质量有着重要影响。
本实验使用了数字显微镜，通过测量切削刃的形态，准确测量了刀具的侧后角度。
实验结果显示，适当的侧后角度可以减小切削力，提高切削质量。
然而，过大的侧后角度会导致切削刃的易损性增加。
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。
车工15-车刀几何角度的初步选择
课程（科目）：车工图1 前刀面平面型正前角平面型b)负前角单面型c)负前角双面型图 2 曲面型图 3 带倒棱型）后角（α0）后角太大，会降低切削刃和刀头的强度；后角太小，会增加后刀面与工件表面的磨擦，选择后角主要诊所以下几个原则：副后角（α′）一般磨成与后角（α0）相等但在等特殊情况下，为了保证刀具的强度，副后角应该取较小的数值。
后角的作用：减少刀具后刀面与工件之间的摩擦，但是后角过大会使切削刃的强度下降，并使散热条件编差，从而降低刀具的使用寿命。
后角的主要作用减少刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦。
由于切削刃钝圆半径和切屑形成过程中的弹性变形和塑性变形的作用，在工件的加工表面上有一个弹性恢复层。
后角越小，后刀面与工件的加工表面的接触面积就越大，就会使摩擦加剧，使刀具磨损加剧，零件的加工表面的质量变差，冷硬程度加大，尤其是在切削深度较小的时候。
但是减小后角，可使刀具的强度提高，散热条件变好。
此外，在磨损量VB相同的条件下，减小后角刀具经重磨后材料消耗率较小。
（2）主偏角（Rr）常用车刀的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种选择主偏角首先应考虑工件的形状。
如加工台阶轴之类的工件，车刀主偏角必须等于或大于90°；加工中间切入的工件，一般选用45°～60°的主偏角，一下是主偏角的选择原则：①在工艺系统允许的条件下，应该采用较小的主偏角，以提高刀具的使用寿命。
加工细长轴时应该使用较大的主偏角，目的是为了减小径向力。
②加工硬度较高的材料时，为减轻单位切削刃上的载荷，应该选取较小的主偏角。
③在车削过程中，刀具需要作中间切入时，应该取较大的主偏角。
④竹片名叫的大小还应该与工件的形状位置有关系。
比如手在教工阶台轴时，车刀的主偏角可以选90°.主偏角主要影响切削宽度和切削厚度的比例，并影响刀具的强度。
主偏角减小，使切削宽度增大，刀尖角增大，刀具强度高、散热条件好，所以刀具的耐用度就高，但是吃刀抗力增大，容易（5）过渡刃过渡刃是起到调节主偏角和副偏角作用的一个重要的参数。
车刀的几何角度及选择原则
车刀的几何角度及选择原则newmaker为了决定车刀刃口的锋利程度及其在空间的位置，必须建立一个坐标系，该坐标系由三个基准平面构成。
下面以外圆车刀为例，介绍车刀的几何角度。
如图所示。
基面：过主切削刃选定点的平面，此平面在主切削刃为水平时包含主刀刃并与车刀安装底面即水平面平行，此平面主要作为度量前刀面在空间位置的基准平面。
切削平面：过主切削刃选定点与主切削刃相切，并与基面相垂直的平面。
此平面主要作为度量主后刀面在空间位置的基准面。
主剖面：过主切削刃选定点并同时垂直于基面和主切削平面的平面。
（1）、前角γ0 前刀面与基面的夹角，在主剖面中测量。
前角的大小影响切削刃锋利程度及强度。
增大前角可使刃口锋利，切削力减小，切削温度降低，但过大的前角，会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。
取值范围为：-8°到+15°。
选择前角的一般原则是：前角数值的大小与刀具切削部分材料、被加工材料、工作条件等都有关系。
刀具切削部分材料性脆、强度低时，前角应取小值。
工件材料强度和硬度低时，可选取较大前角。
在重切削和有冲击的工作条件时，前角只能取较小值，有时甚至取负值。
一般是在保证刀具刃口强度的条件下，尽量选用大前角。
如硬质合金车刀加工钢材料时前角值可选5°-15°。
（2）、主后角α0 主后刀面与切削平面间的夹角，在主剖面中测量。
其作用为减小后刀面与工件之间的摩擦。
它也和前角一样影响刃口的强度和锋利程度。
选择原则与前角相似，一般为0到8°。
（3）、主偏角κ r 主切削刃与进给方向间的夹角，在基面中测量。
其作用体现在影响切削刃工作长度、吃刀抗力、刀尖强度和散热条件。
主偏角越小，吃刀抗力越大，切削刃工作长度越长，散热条件越好。
选择原则是：工件粗大刚性好时，可取小值；车细长轴时为了减少径向切削抗力，以免工件弯曲，宜选取较大的值。
常用在15°到90°之间。
（4）、副偏角κ 'r 副切削刃与进给反方向间的夹角，在基面中测量。
刀具几何角度测量实验报告
刀具几何角度测量实验报告刀具几何角度测量实验报告引言：刀具在机械加工中起着至关重要的作用。
为了确保刀具的精确度和性能，对其几何角度进行准确测量是必不可少的。
本实验旨在通过测量刀具的几何角度，探究其对加工质量的影响，并提出相应的改进措施。
实验方法：1. 实验仪器与材料：本实验使用的仪器包括：数字显微镜、测角仪、刀具、刀具夹具等。
材料为钢材工件。
2. 实验步骤：(1) 将刀具安装在刀具夹具上，并将刀具夹具固定在工作台上。
(2) 使用数字显微镜对刀具的刃口进行观察，并记录其刃口的几何角度。
(3) 使用测角仪对刀具的刃口进行测量，并记录测得的几何角度值。
(4) 将测得的数据进行比较与分析，并得出结论。
实验结果与讨论：通过实验测量与观察，我们得到了刀具的几何角度数据。
在测量过程中，我们注意到刀具的几何角度对加工质量有着重要的影响。
1. 刀具前角度：刀具前角度是刀具刃口与工件接触面之间的夹角。
我们发现，刀具前角度的大小直接影响着切削力的大小和刀具的耐磨性。
较大的前角度可以减小切削力，提高刀具的切削性能，但过大的前角度会导致刀具易磨损。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体的加工要求选择适当的刀具前角度。
2. 刀具后角度：刀具后角度是刀具刃口背面与工件接触面之间的夹角。
实验结果表明，刀具后角度的大小对切削力和加工表面质量有着重要影响。
较小的后角度可以减小切削力，提高加工表面质量，但过小的后角度会导致刀具容易断裂。
因此，我们需要根据具体的加工要求选择适当的刀具后角度。
3. 刀具侧角度：刀具侧角度是刀具刃口与工件侧面之间的夹角。
实验结果显示，刀具侧角度的大小对切削力和加工表面粗糙度有着重要影响。
较小的侧角度可以减小切削力，提高加工表面质量，但过小的侧角度会导致刀具易磨损。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体的加工要求选择适当的刀具侧角度。
结论：通过本次实验，我们深入了解了刀具的几何角度对加工质量的影响。
刀具的前角度、后角度和侧角度对切削力和加工表面质量有着重要的影响。
《刀具几何角度》课件
刀具几何角度是切削加工中非常重要的概念。本课件将详细介绍切削角度、 主偏角度、前角度和后角度、刀尖倒角等内容，并探讨它们对加工质量的影 响。
一、引言
刀具几何角度在切削加工过程中起着至关重要的作用。本章节将对刀具几何 角度的重要性进行简要介绍。
二、切削角度
切削角度的定义
切削角度是刀具与工件接触 面法线方向和主切削方向之 间的夹角。
切削角度的种类
介绍了切削角度的种类以及 它们在刀具物理结构上的表 现。
切削角度对加工质量的 影响
探讨了切削角度对加工表面 质量、切屑形态和切削力的 影响。
三、主偏角度
1
主偏角度的定义
主偏角度是刀具的切削刃和加工表面法线之间的夹角。
2
主偏角度的分类
介绍了主偏角度的分类以及它们在加工中的作用。
3
主偏角度与材料成形性能的关系
探讨了主偏角度与材料的切削性能和切屑形态之间的关系。
四、前角度和后角度
前角度和后角度的概念
前角度是刀具切削刃前面形成 的角度，后角度是刀具切削刃 后面形成的角度。
前角度和后角度的特点
描述了前角度和后角度在切削 过程中起到的作用以及它们的 特点。
前角度和后角度的选择和 重要性
讨论了前角度和后角度的选择 对加工表面质量和切削性类
刀尖倒角是切削刃前端形成的倒 角，其作用和分类进行了详细描 述。
刀尖倒角的作用和影响
探讨了刀尖倒角对切削力和加工 表面质量的影响。
刀尖倒角的加工方法和标准
介绍了刀尖倒角的加工方法和标 准，保证加工质量和安全性。
六、总结
通过对刀具几何角度的详细介绍，可以更好地理解其在切削加工中的重要性， 并为进一步研究提供指导。
刀具题库
刀具习题第一章刀具几何角度及切削要素第一节一、填空题1、切削运动，按其功用可分为和，其中消耗功率最大。
2、主运动、进给运动与合成运动的关系式为__ ___________。
3、计算车削工件的内轮廓的切削速度时，d应选择_ ___表面的直径值。
4、车削时的切削速度计算式是________ 。
5、圆柱铣削时的切削速度计算式是 _______ 。
6、切削用量三要素是指__ __________、____________和____________。
7、在切削过程中，工件上形成三个表面：二、选择题1、切削过程中，工件与刀具的相对运动按其所起的作用可分为。
A、主运动和进给运动；B、主运动和辅助运动；C、辅助运动和进给运动2、切削用量三要素有进给量、被吃刀量和（）。
A、切削厚度；B、切削速度；C、进给速度三、判断题1、在切削加工中，进给运动只能有一个。
( )2、削时间的公式中，A与a p 是相等的。
（）四、名词解释1、金属切削加工2、切削速度v c3、进给量f4、切削时间五、计算题1、如图，切断棒料d=60mm平均切削速度Vc=60m/min，则主轴转速n是多少（2、如图，割断直径d=100mm棒料，选用n=300r/min，f=r，其割断机动时间约为多少3、车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若使用主偏角κr=45°ap=4mm, f=r, n=240r/min，试计算切削速度v c、机动时间t m、材料切除率Q为多少第二节一、填空题1、常用的辅助平面有____ ______、_______ ___、和__________，它们可别与基面和切削平面组成相应的参考系。
2、刀具切削部分由___ ______、_ ________构成。
3、一把直头外圆车刀的刀头由_ _________、 ___ _______、 _____ _____、 __ ________ 、__ _______ 、__ __________组成。
刀具几何角度的选择课件
4）工件σb、HB大： 刃倾角λS < 0（保护刀尖）
巩固 实践操作：当用硬质合金车刀车削如图所示的 关卡 灰铸铁工件时，应选择怎样的刃倾角？
明辨是非：判断如图所示的铰刀和丝 锥刃倾角的正负。
刃倾角λs数值的选用表
λs值
0～ 5°
5° ～ 10°
0～ 5°
- 5° ～ - 10° ～ - 10° ～ - 10° - 15° - 45°
教学目标
1、掌握合理选择刀具几何角度的原则； 2、能够根据具体加工情况合理选择刀 具几何角度； 3、增强生产效益观念。
• 教学重点：合理选择刀具前角、主偏 角、刃倾角的原则。
• 教学难点：合理选择刀具前角、刃倾 角的原则。
一、合理选择前角
①工件材料：强度硬度大前角小刀坚固散热好；塑 性材料前角大刀锋利变形小；脆性材料 前角小刀坚固散热好
中碳钢 10～15° 15～20°
合金钢 10～15° 15～20°
淬火钢
-15～ - 5°
奥氏体不 15～20° 20～25° 锈钢
铜及铜合 金
铝及铝合 金
钛合金
σb≤1.177 GPa
5～10° 10～15° 35～40° 30～35° 10°～15°
巩固 关卡 实践操作：当用硬质合金车刀精车低碳
Kr大于 90°
明辨是非：盲孔车刀对主 偏角不作要求。
刃倾角的作用
四、合理选择刃倾角：
刃倾角的选择：
根据加工性质和
加工条件选择！
1）加工性质：
粗加工刃倾角λS = 0～-5o（保护刀尖）
精加工λS = 0～5o （使Fp小些）
2）断续切削： 刃倾角λS < 0（保护刀尖）
3）系统刚性差： 刃倾角λS > 0（使FP小些）
车刀的主要几何角度及选择
车刀的重要几何角度及选择1）前角（γ0 ）选择的原则前角的大小重要解决刀头的坚固性与锋利性的冲突。
因此首先要依据加工材料的硬度来选择前角。
加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。
其次要依据加工性质来考虑前角的大小，粗加工时前角要取小值，精加工时前角应取大值。
前角一般在—5°～25°选取。
通常，制作车刀时并没有预先制出前角（γ0），而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。
排屑槽也叫断屑槽，它的作用是折断切屑，不产生缠绕；掌控切屑的流出方向，保持已加工表面的精度；降低切削抗力，延长刀具寿命。
２）后角（α0 ）选择的原则首先考虑加工性质。
精加工时，后角取大值，粗加工时，后角取小值。
其次考虑加工材料的硬度，加工材料硬度高，主后角取小值，以加强刀头的坚固性；反之，后角应取小值。
后角不能为零度或负值，一般在6°～12°选取。
3）主偏角（Kr ）的选用原则首先考虑车床、夹具和刀具构成的车削工艺系统的刚性，如系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命、改善散热条件及表面粗造度。
其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90°，加工中心切入的工件，主偏角一般取60 °。
主偏角一般在30°～90°，＊常用的是45°、75 °、90 °。
4）副偏角（Kr）的选择原则首先考虑车刀、工件和夹具有充足的刚性，才能减小副偏角；反之，应取大值；其次，考虑加工性质，精加工时，副偏角可取10°～15°，粗加工时，副偏角可取5°左右。
５）刃倾角（λS）的选择原则重要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大，取λS≤ 0°，精加工时，工件对车刀冲击力小，取λS≥ 0°；通常取λS=0°。
刃倾角一般在—10°～5°选取。
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刀具材料与几何角度专题
三、刀具的静止参考系（正交平面参照系） 刀具的静止参考系（正交平面参照系）
1、静止参照系的假设条件： 静止参照系的假设条件： 假定运动条件：进给量f= f=0 假定运动条件：进给量f=0 假定安装条件：刀尖与工件回转中心等高； 假定安装条件：刀尖与工件回转中心等高； 刀杆方向与进给方向垂直。 刀杆方向与进给方向垂直。
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先进刀具简介
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六、刀具材料应具备的基本性能
（1）硬度高:刀具必须比工件硬才能进行切削。 硬度高: 耐磨性好: （2）耐磨性好:刀具材料的耐磨性指的是其抵抗磨损的能力。 足够的强度和韧性: （3）足够的强度和韧性:刀具材料必须具备足够的强度和韧性， 这样才能避免出现崩刃以及断裂现象。 耐热性又称为热硬性或红硬性: （4）耐热性又称为热硬性或红硬性:刀具必须能够高温环境保持 其切削能力。这种耐热性，是衡量刀具优劣的主要依据之一。 较好的工艺性。 （5）较好的工艺性。
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3、静止参考平面及角度的标注
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刀具标注角度静止参考系
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po
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4、参考平面及角度的标注 、
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四、 刀具标角度的定义
刀具的标注角度是指静止状态下， 刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标注 是指静止状态下 的刀具角度。（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度） 。（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度 的刀具角度。（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度） 刀具标注前角γ 前刀面与基面的夹角。 1. 刀具标注前角γ0：前刀面与基面的夹角。 前角的标注： 前角的标注：
谢 谢 ！
《制造技术基础训练》 制造技术基础训练》
——刀具材料与几何角度专题 刀具材料与几何角度专题—— 刀具材料与几何角度专题
刀具材料与几何角度专题
刀具材料与几何角度专题
一．车刀的种类 二．车刀的组成与结构 三．刀具的几何角度 四．刀具几何角度对切削加工过程
的影响
刀具材料与几何角度专题
一、金属切削刀具的种类
加 表 工 面
主偏角的作用：主偏角↑ 切削刃工作长度↓ 刀尖强度↓ 切削刃工作长度↓ 刀尖强度↓ 主偏角的作用：主偏角↑ 主运动 热体积↓ 径向分力↓ 热体积↓ 径向分力↓
导
刀具主偏角的选用：一般为30~75° 加工细长工件采用90~93 刀具主偏角的选用：一般为30~75°,加工细长工件采用90~93 ° 30~75 副偏角的作用：副偏角↑ 副后面与工件已加工表面摩擦↓ 副偏角的作用：副偏角↑ 副后面与工件已加工表面摩擦↓ 刀尖 进 运 给 动 强度↓ 表面粗糙度↑ 强度↓ 表面粗糙度↑
加 表 工 面 主 动 运 基 面
前角的作用：前角↑ 切屑变形↓ 切削力↓ 前角的作用：前角↑ 切屑变形↓ 切削力↓ 前刀面磨损↓ 导热体积↓ ↓ 前刀面磨损↓ 导热体积↓
进 运 给 动 正 平 交 面
பைடு நூலகம்
刃口强度
r
切 平 削 面
刀具前角的选用：加工塑性材料选大前角,加工脆性材料、 刀具前角的选用：加工塑性材料选大前角,加工脆性材料、 断续切削选小前角, 断续切削选小前角,加工硬材料选用负前角
正 平 交 面
刀具副偏角的选用：一般为5~20° 特殊要求可采用Kr‘=0 刀具副偏角的选用：一般为5~20°,特殊要求可采用Kr‘=0 °的 5~20 修光刃
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刃倾角λ 5. 刃倾角λS： 在切削平面内测量的，主切削刃与基面的夹角。 在切削平面内测量的，主切削刃与基面的夹角。 刃倾角的标注： 刃倾角的标注： 刃倾角的作用： 刃倾角的作用： 影响排屑方向： （1）影响排屑方向： λS ＞0 °流向待加工表面 ；λS ＜0 ° 流向已加工表面； 垂直于主切削刃流出。 流向已加工表面；λS =0 ° 垂直于主切削刃流出。
切 平 削 面
r
后刀面
基 面
刀具后角的选用：粗加工选小后角,精加工选大后角,选大前角 刀具后角的选用：粗加工选小后角,精加工选大后角, 时选小后角以增大刃口强度 进 运 给 动
正 平 交 面
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主偏角Kr 主切削刃与进给方向的夹角。 Kr： 3. 主偏角Kr：主切削刃与进给方向的夹角。 副偏角Kr’ 副切削刃与进给反方向的夹角。 Kr’： 4. 副偏角Kr’：副切削刃与进给反方向的夹角。 主偏角和副偏角的标注： 主偏角和副偏角的标注：
主 动 运 切 平 削 面
（2）影响切入切出的稳定性 （3）影响背向分力大小
进 运 给 动 正 平 交 面 向
刀具刃倾角的选用： 刀具刃倾角的选用： 精加工取λ 粗加工取λ 精加工取λS ≥0 ° 粗加工取λS ＜ 0 ° 加工细长工件采用 λS ＞0 °
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五、现代刀具
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1、刀具分类： 刀具分类： 按工种：车刀turning tools、铣刀milling tools、刨刀 planing tools等。 按功能：车刀、切断刀、螺纹刀threading、偏刀、尖刀、 镗孔刀boring tools、成形刀forming tools等。 刀具的形式： 2、刀具的形式： 整体式、焊接式、机械安装式（压板压紧）
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2.刀具标注注后角α 2.刀具标注注后角α0： 刀具标注注后角
后刀面与切削面的夹角。 后刀面与切削面的夹角。 后角的标注： 后角的标注：
主 动 运 加 表 工 面
后角的作用：后角↑ 后刀面与加工表面间的摩擦↓ 后角的作用：后角↑ 后刀面与加工表面间的摩擦↓ 磨损↓ 刃口强度↓ 导热体积↓ 磨损↓ 刃口强度↓ 导热体积↓
2、辅助平面： 辅助平面： 切削平面Ps：过切削刃上一点，与加工表面相切的平面。 切削平面Ps：过切削刃上一点，与加工表面相切的平面。 Ps 基面Pr：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直的平面。 基面Pr：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直的平面。 Pr 正 交 平 面 Po （ 主 剖 面 ） ： 过 切 削 刃 上 同 一 点 ， 与 切 削 平 面和基面相垂直的平面。 面和基面相垂直的平面。
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七、常见的刀具材料
当前使用最普遍的刀具材料是硬质合金和高速钢。 高速钢又称为锋钢或者白钢，是一种含钨（W）、铬（Cr）、钼 高速钢 （Mo）、钒（V）等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较 好的强度和韧性以及良好的工艺性，但其切削性能有限，多 用于制造形状结构复杂的刀具 . 硬质合金硬质合金是用碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和粘 硬质合金 结剂（Co、Ni、Mo等）粉末，经过高压成形并且烧结制成。 其切削性能优于高速钢。硬质合金的缺点是韧性较差，不耐 冲击。
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二、刀具结构及其几何形状
刀具切削部分的基本定义
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切削部分的组成： 切削部分的组成：三面两刃一刀尖 前刀面指刀具上有切屑沿之流过的表面。 前刀面 主后刀面指刀具上与前刀面相交而形成 主后刀面 主切削刃的刀具表面，位置与加工表面 相对，也称为主后面。 副后刀面指刀具上同前刀面相交形成副 副后刀面 切削刃的刀具表面，位置与过渡表面相对，也称为副后面。 主切削刃指前刀面与主后刀面的交线，在切削过程中起主要的 主切削刃 切削作用。 副切削刃指前刀面与副后刀面的交线，在切削过程中起辅助切 副切削刃 削作用。 刀尖指主切削刃与副切削刃的交点，往往是一段半径很小的圆 刀尖 弧刃。