刀具几何角度课件
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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
第一章刀具几何角度及切削要素
5.正交平面与法平面系的角度换算
正交平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃在基面 上投影的平面
法平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃的平面
Po内测量的角度： γ0， α0， β0 Pn内测量的角度，γn ，αn ，βn
tanγn = tanγocosλs tan αncosλs = tan α0
垂直于基面的任一剖面与正交平面角度换算
● 45度弯头车刀
12前面：γ0，λs 12后面：α0，κr 23副后面：α’0，κ’r 14副后面：α’0，κ’r
四、 刀具的工作角度 (在工作状态下的切削角度)
讨论2个问题
★刀具工作坐标系是如何建立的 ★当标注角度已知的时候，如何计算工作角度
以刀具与工件的相对 位置、相对运动为基础所 建立的工作参考系定义的 角度
一、 切削层参数
★切削层
★切削厚度hD ★切削宽度bD
1. 切削层
工件（刀具）每转 一圈,刀具切削刃从工 件上切削下来转化为切 屑的金属层,称为切削 层
2. 切削公称厚度hD
垂直与工件过渡表面方向切削层的尺寸 ➢ 当λs ＝0时的外圆车刀纵车：
hD = f sin κr
3. 切削宽度bD
沿着工件过渡表面方向切削层的尺寸，等于 主切削刃工作长度在基面的投影
第一章
刀具几何角度及切削 要素
Tool angles and element factors of cut
主要内容
一、切削运动与切削用量 二、刀具切削部分的基本定义及参考系 三、刀具角度 四、切削层参数与切削方式
什么叫做金属切削加工？
➢ 金属切削加工 用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，
从而获得在形状、尺寸精度、表面质量上都符合 预定要求的加工。 ➢ 切削加工工艺系统
刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度解读
即：选定点与工件中心等高
2. 正交平面参考系(pr-ps-po)
基面Pγ： Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面（车刀） 切削平面• Ps: 与 S相切 且 ⊥Pγ 正交平面Po: Po⊥Pγ⊥Ps
3 .法剖面Pn和法剖面参考系 (pr-ps-pn)
法剖面Pn是通 过切削刃选定点， 垂直于切削刃的平 面。 法平面Pn：Pn⊥S
假定工作平面背平面参考系立体图示前角o正负图示立体图示后角o正负图示在基面内测量主偏角r副偏角rs在基面上的投影与v的反向主偏角r和副偏角r立体图示在切削平面上测量刃倾角s刃倾角s立体图示刃倾角s正负图示平面图示法角度标注一刀具的工作参考与工作角度工作正交平面参考系过s选定点垂直于合成切削速度方向相切于s且垂直于pre过s选定点垂直于pre且垂直于pse2
刀 面
（2）后刀面Aα
（3）副后刀面A`α
切 削 刃
（4）主切削刃s 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边。 （5）副切削刃s ` 副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。 （6）刀尖 刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也 可以是主、副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它 可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃
二、刀具标注角度参考系-----过切削刃上选定点
1 两个假定条件
(1)假定运动条件：首先给出刀具的假定主运动方向和假定进给运
动方向；其次假定进给速度值很小，可以用主运动向量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。
即：假定进给运动速度Vf=0
(2)假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于刀具 便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线（如车刀底面、 车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等）。反之也可以说，假定刀具 的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。
2. 正交平面参考系(pr-ps-po)
基面Pγ： Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面（车刀） 切削平面• Ps: 与 S相切 且 ⊥Pγ 正交平面Po: Po⊥Pγ⊥Ps
3 .法剖面Pn和法剖面参考系 (pr-ps-pn)
法剖面Pn是通 过切削刃选定点， 垂直于切削刃的平 面。 法平面Pn：Pn⊥S
假定工作平面背平面参考系立体图示前角o正负图示立体图示后角o正负图示在基面内测量主偏角r副偏角rs在基面上的投影与v的反向主偏角r和副偏角r立体图示在切削平面上测量刃倾角s刃倾角s立体图示刃倾角s正负图示平面图示法角度标注一刀具的工作参考与工作角度工作正交平面参考系过s选定点垂直于合成切削速度方向相切于s且垂直于pre过s选定点垂直于pre且垂直于pse2
刀 面
（2）后刀面Aα
（3）副后刀面A`α
切 削 刃
（4）主切削刃s 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边。 （5）副切削刃s ` 副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。 （6）刀尖 刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也 可以是主、副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它 可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃
二、刀具标注角度参考系-----过切削刃上选定点
1 两个假定条件
(1)假定运动条件：首先给出刀具的假定主运动方向和假定进给运
动方向；其次假定进给速度值很小，可以用主运动向量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。
即：假定进给运动速度Vf=0
(2)假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于刀具 便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线（如车刀底面、 车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等）。反之也可以说，假定刀具 的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。
刀具切削部分的几何角度
五、作业 见习题册p13页 1-5题
2、刀具切削部分的组成（以普通外圆车刀为例）
三面、两刃、一尖 三 面 两 刃 一 尖 前面Aγ
副切削刃S’ 副后面Aα’
主切削刃S 主后面Aα 刀尖
三面、两刃、一尖
前面Aγ:切屑流经的表面 主后面Aα:刀具上切削时与工件过渡表面相对的表面 副后面Aα’:刀具上切削时与工件已加工表面相对的表面
三面
小结：在基面Pr内，形成了两个独立的角度: 主偏角кr 和副偏角кr’ 以及一个派生角εr
。
练习：
1、指出车刀在正交平面Po中形成的独立角度是
前角γo 和 后角αo 。
2、主后面与前面的夹角 称为 楔角βo 。
αo βo
γo
3、在主切削平面Ps内形成的角度： （k向斜视图 ）
（ k向⊥Ps , k向∥车刀底面∥ 过刀尖的基面，
两刃
主切削刃S:前面与主后面的交线，起主要切削作用 副切削刃S’:前面与副后面的交线，起辅助切削作用
一尖 刀尖: 主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分
切削刃
思考： 车工实习时，同学们经常会出现刀具的刀 尖部分产生崩刃现象，为什么？如何解决？
答：因为刀具的刀尖部 分的强度差，易崩刃， 影响切削加工，严重的 话甚至无法进行切削加 工；因此为了提高刀尖 部分的强度，刀尖必须 磨成过渡刃.过渡刃有直 线型和圆弧型两种。
4、刀具的主要基准坐标平面：
1）基面 Pr :
过主切削刃上选定点， 与该点切削速度方向垂直 的平面。
特点: Pr ⊥ Vc ，此时可认为基 面是过选定点的水平面， 与车刀底面平行。
2）切削平面Ps : 过主切削刃上选定点，与主切削刃相切， 且垂直于该点基面的平面。
刀具几何角度及切削要素 PPT
3、 作图表示镗孔刀、切槽刀得几何参数。
2、法剖面参考系里得标注角度 ( Pr---Ps---Pn )
① 法前角γn ② 法后角αn
3、进给,切深剖面参考系里得标注角度 (Pr---Pp---Pf)
① γf αf ② γp αp
P-P γp
O’-O’ α0´ S
αp
R
F-F
γf
P0 F Kr
P0-P0 αf Aα
P Ps α0 O’
③主剖面 Po 过切削刃某点,垂直与基面与切削平面得平面、
④法剖面 Pn 过切削刃某点,垂直与切削刃得平面、
⑤进给剖面 Pf 与切深剖面 Pp
Ps
Pr Pr⊥Vc Ps⊥Pr
2、刀具得标注角度参考 系 1) 主剖面参考系 :
Pr---Ps---Po
2) 法剖面参考系 :
Pr---Ps---Pn
re r re ' r '
oe 0
oe 0
tg
fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
二、 刀刃上选定点安装高低对工作角度得影响
oe 0 oe 0 sin 2h
d
三、 刀柄中心线与进给方向不垂直时工作角度得变形
re r re ' r '
第五节 切削层与切削方式
1、切削层
非自由切削:曲线形切削刃或主,副切削刃参加切削工作得切削、
7、正切屑与倒切 屑
正切屑: f×sinκr<ap/sinκr 倒切屑: f×sinκr>ap/sinκr (=:对等屑)
8、实际前角γη sin sin n cos2 s sin 2 s
流屑角:λη
习题二:
2、确定前刀面空间几何位置得角度有哪些？ 确定后刀面空间几何位置得角度有哪些？
2、法剖面参考系里得标注角度 ( Pr---Ps---Pn )
① 法前角γn ② 法后角αn
3、进给,切深剖面参考系里得标注角度 (Pr---Pp---Pf)
① γf αf ② γp αp
P-P γp
O’-O’ α0´ S
αp
R
F-F
γf
P0 F Kr
P0-P0 αf Aα
P Ps α0 O’
③主剖面 Po 过切削刃某点,垂直与基面与切削平面得平面、
④法剖面 Pn 过切削刃某点,垂直与切削刃得平面、
⑤进给剖面 Pf 与切深剖面 Pp
Ps
Pr Pr⊥Vc Ps⊥Pr
2、刀具得标注角度参考 系 1) 主剖面参考系 :
Pr---Ps---Po
2) 法剖面参考系 :
Pr---Ps---Pn
re r re ' r '
oe 0
oe 0
tg
fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
二、 刀刃上选定点安装高低对工作角度得影响
oe 0 oe 0 sin 2h
d
三、 刀柄中心线与进给方向不垂直时工作角度得变形
re r re ' r '
第五节 切削层与切削方式
1、切削层
非自由切削:曲线形切削刃或主,副切削刃参加切削工作得切削、
7、正切屑与倒切 屑
正切屑: f×sinκr<ap/sinκr 倒切屑: f×sinκr>ap/sinκr (=:对等屑)
8、实际前角γη sin sin n cos2 s sin 2 s
流屑角:λη
习题二:
2、确定前刀面空间几何位置得角度有哪些？ 确定后刀面空间几何位置得角度有哪些？
刀具角度专题教育课件
在正交平面内测量，
主后刀面与切削平面之
间旳夹角。
υc
后角α0
主后刀面投影线
12/12/2023
3) 主偏角κr
主切削平面与假定工作平面之间旳夹角。
主偏角κr
12/12/2023
4) 副偏角κr’
副切削平面与假定工作平面之间旳夹角。
副偏角κr’
12/12/2023
5) 刃倾角λs
在切削平面中测量，主切削刃与基面旳夹角。
12/12/2023
④ 副偏角Κ´r――副切削刃和假定进给旳相反方向在基面 Pr上投影旳夹角。副偏角旳主要作用是降低副切削刃
与工件已加工表面旳摩擦，降低刀具磨损和预防切削 时产生振动。减小副偏角可减小切削残留面积，降低 己加工表面旳粗糙度（如图）
⑤ 刃倾角λs――在主切削平面（Ps）里测量旳主切削刃
② 后角αo――主后刀面与切削平面之间旳夹角。后
角旳主要作用是降低刀具后刀面与工件表面间旳摩 擦和后刀面旳磨损，并配合前角影响切削刃旳锋利 和强度。
③ 主偏角 Κr――主切削刃和假定进给方向在基面 （Pr）上投影旳夹角。主偏角旳大小影响切屑断面
形状和切削分力旳大小。有时主偏角也根据工件加 12/工12/2形02状3 来) 正交平面 经过切削刃选定点并同步垂直于 基面和切削平面旳平面。
切削平面
υc
正交平面
基面
12/12/2023
(2) 车刀切削部分旳主要角度
1)前角γ0
在正交平面内测量，前 刀面与基面之间旳夹角。
基面投影线
υc
前刀面投影线 前角γ0
12/12/2023
2) 后角α0
切削平面投影线
υc
刀尖为切削刃最高点时为 正，反之为负。
刀具的几何形状及主要角度
§4
刀具的几何形状及主要角度
一 、刀具切削部分的几何形状 各种刀具都是由切削部分 刀头 和被夹持部分(刀体 刀柄)两部分 各种刀具都是由切削部分(刀头 和被夹持部分 刀体或刀柄 两部分 切削部分 刀头)和被夹持部分 刀体或 组成. 二者既可以是一体的，也可以是由不同材料连接起来. 组成 二者既可以是一体的，也可以是由不同材料连接起来
普通车刀切削部分的组成
２．参考系
作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面， 作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面，只是假定参 事实看不见， 考，事实看不见，摸不着
基
面
通过主切削刃上的某 一点， 一点，与主运动方向 相垂直的平面
切削平面
通过主切削刃上的某一 点，于加工表面相切并 垂直于基面的平面
前角γ 前角 0――前刀面与基面间的 前刀面与基面间的 夹角 前角大，刃口锋利， 前角大，刃口锋利，切屑变 切削力小，切削轻快。 小，切削力小，切削轻快。但 易产生崩刃。 易产生崩刃。
后角α 后角 0――主后刀面与切削平 主后刀面与切削平 面间的夹角 增大后角可减少摩擦， 增大后角可减少摩擦，提高工 件加工质量和刀具耐用度， 件加工质量和刀具耐用度，并 使切削刃锋利。 使切削刃锋利。
Ⅲ、参考系 1、作用 2、三个辅助平面 基面Pr 主切削平面PS 正交平面P0
Ⅳ 、车刀主要角度及作用归纳表 车刀主要角度及作用归纳表
角度 定义 测量平面 作用
前角γ0
前面和基面间的夹 角 后面与切削平面间 的夹角 主切削刃与进给方 向之间的夹角 副切削刃与进给方 向的反方向间的夹 角 主切削刃与基面间 的夹角
正交平面
通过主切削刃上的某一点，并 通过主切削刃上的某一点， 同时垂直于基面和切削平面的 平面
刀具的几何形状及主要角度
一 、刀具切削部分的几何形状 各种刀具都是由切削部分 刀头 和被夹持部分(刀体 刀柄)两部分 各种刀具都是由切削部分(刀头 和被夹持部分 刀体或刀柄 两部分 切削部分 刀头)和被夹持部分 刀体或 组成. 二者既可以是一体的，也可以是由不同材料连接起来. 组成 二者既可以是一体的，也可以是由不同材料连接起来
普通车刀切削部分的组成
２．参考系
作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面， 作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面，只是假定参 事实看不见， 考，事实看不见，摸不着
基
面
通过主切削刃上的某 一点， 一点，与主运动方向 相垂直的平面
切削平面
通过主切削刃上的某一 点，于加工表面相切并 垂直于基面的平面
前角γ 前角 0――前刀面与基面间的 前刀面与基面间的 夹角 前角大，刃口锋利， 前角大，刃口锋利，切屑变 切削力小，切削轻快。 小，切削力小，切削轻快。但 易产生崩刃。 易产生崩刃。
后角α 后角 0――主后刀面与切削平 主后刀面与切削平 面间的夹角 增大后角可减少摩擦， 增大后角可减少摩擦，提高工 件加工质量和刀具耐用度， 件加工质量和刀具耐用度，并 使切削刃锋利。 使切削刃锋利。
Ⅲ、参考系 1、作用 2、三个辅助平面 基面Pr 主切削平面PS 正交平面P0
Ⅳ 、车刀主要角度及作用归纳表 车刀主要角度及作用归纳表
角度 定义 测量平面 作用
前角γ0
前面和基面间的夹 角 后面与切削平面间 的夹角 主切削刃与进给方 向之间的夹角 副切削刃与进给方 向的反方向间的夹 角 主切削刃与基面间 的夹角
正交平面
通过主切削刃上的某一点，并 通过主切削刃上的某一点， 同时垂直于基面和切削平面的 平面
金属切削第一章刀具几何角度及切削要素ppt课件
• 因此，不同参考系间的刀具角度换算，就是确定同一选定点
.
沿不同的测量面测量所得的前、后角数值之间的关系。
一、正交平面、法平面系前、后角换算
图1-11 正交平面、法平面系前、后角换算
.
• 如图1-11所示，刀具正交平面内的前角为 o ，法平面内的
前角为 n ，刃倾角为 s ，平面ABC∥切削平面 P s，不难证
切削刃相对于工件的主运动速度称为 切削速度。
.
计算切削速度时，应选取刀刃上速度最 高的点进行计算。主运动为旋转运动时， 切削速度由下式确定
V
C
dn
1000
式中： d - 工件或刀具的最大直（mm） n - 工件或刀具的转速(r/s或r/min)
.
2．进给量f
工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在 进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单 位是mm／r（或mm／双行程）。
.
.
（7）法后角 n 后面 A 与切削平面P s 之间的夹角，在法平面 P n
中度量标注。 n 的正、负规定与 o 相同。
（8）侧前角 f 又称进给前角，它是前面 A 与 基面 P 间r 的夹角， 在假定工作平面P f 中度量标注，其正、负规定与 o 相同。
（9）侧后角 f 又称进给后角，它是后面 A 与切削平面间P s 的
O－O 剖面
v
F－F 剖面
R
(Pf)
(Po)
Ps Aα
Aγ Pr
Pp
O′－O′剖面 ( Po )
Po
与 PS' 的交线
vf Aα
Aγ Pr
－ ao
－
γf +
+
－ γo
+
.
沿不同的测量面测量所得的前、后角数值之间的关系。
一、正交平面、法平面系前、后角换算
图1-11 正交平面、法平面系前、后角换算
.
• 如图1-11所示，刀具正交平面内的前角为 o ，法平面内的
前角为 n ，刃倾角为 s ，平面ABC∥切削平面 P s，不难证
切削刃相对于工件的主运动速度称为 切削速度。
.
计算切削速度时，应选取刀刃上速度最 高的点进行计算。主运动为旋转运动时， 切削速度由下式确定
V
C
dn
1000
式中： d - 工件或刀具的最大直（mm） n - 工件或刀具的转速(r/s或r/min)
.
2．进给量f
工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在 进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单 位是mm／r（或mm／双行程）。
.
.
（7）法后角 n 后面 A 与切削平面P s 之间的夹角，在法平面 P n
中度量标注。 n 的正、负规定与 o 相同。
（8）侧前角 f 又称进给前角，它是前面 A 与 基面 P 间r 的夹角， 在假定工作平面P f 中度量标注，其正、负规定与 o 相同。
（9）侧后角 f 又称进给后角，它是后面 A 与切削平面间P s 的
O－O 剖面
v
F－F 剖面
R
(Pf)
(Po)
Ps Aα
Aγ Pr
Pp
O′－O′剖面 ( Po )
Po
与 PS' 的交线
vf Aα
Aγ Pr
－ ao
－
γf +
+
－ γo
+
《刀具几何角度》课件
《刀具几何角度》PPT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。
切削刀具主要几何角度及选择,图文并茂,还不快收藏!
切削刀具主要几何角度及选择，图文并茂，还不快收藏！金属切削刀具切削部分的结构要素、几何角度与斧头等刀具有许多共同的特征。
如图1，各种多齿刀具或复杂刀具，就其一个刀齿而言，都相当于一把斧头的刀头。
现以熟悉的车刀为例说明刀具主要几何角度。
图1 刀具的切削部分1.车刀切削部分的组成车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成（如图2）。
图2 硬质合金外园车刀(1) 前刀面刀具上切屑流过的表面。
(2) 主后刀面刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面，称为主后刀面。
(3) 副后刀面刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面。
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(4) 主切削刃刀具上前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。
(5) 副切削刃刀具上前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。
(6）刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。
刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆刀尖和倒角刀尖。
图3 车刀的主要角度2.车刀切削部分的主要角度（1）测量车刀切削角度的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度，需要选取三个辅助平面作为基准，这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面，如图4所示。
1）切削平面Ps 切削平面是切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。
2）基面Pr 基面是过主切削刃某一选定点并平行于刀杆底面的平面。
3）正交平面P0 主剖面是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。
可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。
图4 测量车刀的辅助平面(2) 车刀的主要几何及其选择1）前角前角在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。
前角的正负方向按图示规定表示，即刀具前刀面在基面之下时为正前角，刀具前刀面在基面之上时为负前角。
前角一般在-5°～25°之间选取。
前角选择的原则：前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。
因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。
刀具切削部分的几何角度
一、车刀的组成
车刀由切削部分，刀柄两部分组成 1.刀柄：是刀具的夹持部分
2.切削部分：是刀具上直接参加切削 加工的部分，也称刀头
刀 具 的 组 成
车刀的组成
常见刀尖形状
刀 具 的 组 成
刀尖形状
二. 刀具的几何角度 （一）刀具的标注参考坐标系及标注角度
刀具标注角度的参考坐标系：一组定义和
规定刀具角度的各基准坐标平面。
切削平面 Ps：过 切削刃上选定点， 与工件过渡表面相 切，与基面垂直。
四、刀具的工作角度
1．进给运动的影响 （横切）
切断刀切断工件时，若不考虑进给运动，切削刃上选定A的
运动轨迹是一圆，因此该点的基面是过A点的工作径向平
工 作
面Pγ，切削平面为过A点与Pγ垂直的切平面Ps，其前后 角γo、αo。当考虑进给运动后，切削刃上A点的运动轨
μ––––横向进给运动对工作角度的影响；
f––––刀具相对工件的横向进给量，mm/r；
dω––––切削刃上选定点A处的工作直径，mm。
切削刃越接近工作中心， dω值越小，μ值较大， γoe越大，而αoe越小， 甚至变为零或负值，对 刀具的切削就越不利。
2．刀具安装高低对工作角度的影响
安装刀具时，刀尖不一定在机床中心高度上。如刀尖
考虑刀具的实际安装位 置和相对运动，以刀具 切削时的合成切削运动 方向为依据建立的坐标 系。
刀具 工作 角度
刀具静止参考系与标注角度
在建立刀具静止参考系时，刀具处于静止状态，只考虑
刀 主运动和进给运动的方向，而不考虑运动的大小。
具
静 止
建立静止参考系的假设条件：
参 考
刀具切削刃上选定点的假定运动方向
tanf
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2、二是假定刀具的刃磨和安装基准面垂直于切 削速度方向(或平行少基面)，对车刀来说，规定其刀 尖安装在工件的中心高度上，刀杆中心线垂直于工件 的回转轴线。
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2.正交平面参考系
(1)基面pr
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。
(2)切削平面ps (3)正交平面po
通过切削刃上选定 点，垂直于该点切 削速度方向的平面。 通常平行于车刀的 安装面（底面）。
摩擦区Lf分为粘接区Lf1和滑动区Lf2
粘接区Lf1：切屑与前刀面压力很大，加上 高温，材料塑性增加，底层的金属与前刀面 发生粘接现象，形成滞留层，发生内部二次 剪切滑移，当内摩擦减小到零时，切屑横截
面的流动速度趋于一致。
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2）、积屑瘤与鳞刺
切削塑性金属时，在刀具切削 刃口附近粘接着一块剖面呈三 角状或鼻状的金属块，包围着 切削刃且覆盖部分前刀面，这
1
（一）刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
（1)前刀面 切屑流过的刀面。
（2)主后刀面 与工件正在被切削加工的表面 （过渡表面）相对的刀面。
（3)副后刀面 与工件已切削加工的表面相对 的刀面。
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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。 （2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。
1）、切削过程中的变形
金属切削过程实质是工件受到刀具 的切割和推挤以后产生弹性和塑性 变形，使切削层与工件分离的过程
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（1）、金属切削过程中的变形 规律
特点：摩擦引起 刀和切屑界面的 温度骤然升高
特点：主要的 变形区，产生 大量的切削热
第一变形区：产生弹性变形，剪切应力 达到材料的屈服极限，金属内部产生滑 移，外部表现为塑性变形，塑性变形增 大，韧性降低，强度和脆性增加，一直
到滑移
第二变形区：切削金属层通过剪切平 面OM后形成切屑，沿刀具前刀面流出 过程中，受到前刀面挤压使切屑层底 部继续产生滑移变形的区域，又称摩
擦区
第三变形区：工件过渡表面和已加
特点：工件出 现加工硬化现
象的根源
工表面受切削刃钝圆部分和后刀面
的挤压，摩擦产生微量塑性变形的
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区域。
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摩擦区Lf
3．刀尖
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。
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。
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（二）定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削 部分几何形状（各表面空间位置）的重要参 数。 • 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基 准坐标面。 • 参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考 系。
运动速度vf反方向之间的夹角。
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（2）切削平面中测量的刀具角度
1）刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
•它在切削平面内标注或 测量，但有正负之分。 •当主切削刃与基面平行 时λs=0°； •当刀尖点相对基面处于 主切削刃上的最高点时 λs ＞0°；反之λs ≤0°。
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（3）正交平面中测量的刀具角度
1)前角γO 前面与基面之间的夹角。 2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。
说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等 高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑 进给运动的影响等条件下确定的。
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（四）刀具工作角度
刀具在工作参考
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1．刀具静止参考系
刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。
在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。
静止参考系中最常用的是正交平面参考系。
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★标注坐标系的假定条件
1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并且限 定主运动的方向垂直于水平面，方向向上。
系中确定的角度
称为刀具工作角
度。
研究刀
1．刀具工作参考系的建立
具工作角度的变 化趋势，对刀具
的设计、改进、
革新有重要的指
导意义。
与静态系统中正交平面参考系建立的定义和
程序相似，不同点就在于它以合成切削运动υe 或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基面
pre。
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2．刀具工作角度的分析
第二节 切削刀具及其材料
一、 切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
(turning tools)的工作部分比较简单，只由 切削部分构成，非工作部分就是车刀的柄部 (或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部
分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变
而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参
数。
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在车削(切断、车螺纹、车丝 杠)、镗孔、铣削等加工中，通常因刀 具工作角度的变化，对工件已加工表 面质量或切削性能造成不利影响。
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（1）刀具安装位置对刀具工作角度的影响
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1)刀尖安装高低对工作前、后角的影响
❖用刃倾角ห้องสมุดไป่ตู้s=0°车刀车削外圆时，由于车
刀的刀尖高于工件中心，工作前角γoe增大，
通过切削刃
上选定点，垂直
通过切削刃上选定 于基面并与主切 点，同时与基面和切削平 削刃相切的平面。
面垂直的平面。
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（三）刀具的标注角度
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给
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
种堆积物叫积屑瘤
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有利方面
保护刀具 积屑瘤硬 度很高
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损
增加工 作前角
积屑瘤的存在， 使刀具的实际工 作前角增大
可减小切削变 形和切削力， 使切削轻快
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不利方面
影响工件尺 寸精度
时大时小，时有时无，使切削 力产生波动而引起振动
积屑瘤的顶端突出于切削刃之外， 使实际的切削深度不断变化
而工作后角αoe减小。
❖若切削刃低于工件中心，则工作前角γoe增
大，而工作后角αoe减小
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2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响
❖当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时
针转动G角时，工作主偏角将增大，工作副偏角 将减小。
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3、金属切削过程的基本理论
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2.正交平面参考系
(1)基面pr
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。
(2)切削平面ps (3)正交平面po
通过切削刃上选定 点，垂直于该点切 削速度方向的平面。 通常平行于车刀的 安装面（底面）。
摩擦区Lf分为粘接区Lf1和滑动区Lf2
粘接区Lf1：切屑与前刀面压力很大，加上 高温，材料塑性增加，底层的金属与前刀面 发生粘接现象，形成滞留层，发生内部二次 剪切滑移，当内摩擦减小到零时，切屑横截
面的流动速度趋于一致。
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2）、积屑瘤与鳞刺
切削塑性金属时，在刀具切削 刃口附近粘接着一块剖面呈三 角状或鼻状的金属块，包围着 切削刃且覆盖部分前刀面，这
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（一）刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
（1)前刀面 切屑流过的刀面。
（2)主后刀面 与工件正在被切削加工的表面 （过渡表面）相对的刀面。
（3)副后刀面 与工件已切削加工的表面相对 的刀面。
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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。 （2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。
1）、切削过程中的变形
金属切削过程实质是工件受到刀具 的切割和推挤以后产生弹性和塑性 变形，使切削层与工件分离的过程
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（1）、金属切削过程中的变形 规律
特点：摩擦引起 刀和切屑界面的 温度骤然升高
特点：主要的 变形区，产生 大量的切削热
第一变形区：产生弹性变形，剪切应力 达到材料的屈服极限，金属内部产生滑 移，外部表现为塑性变形，塑性变形增 大，韧性降低，强度和脆性增加，一直
到滑移
第二变形区：切削金属层通过剪切平 面OM后形成切屑，沿刀具前刀面流出 过程中，受到前刀面挤压使切屑层底 部继续产生滑移变形的区域，又称摩
擦区
第三变形区：工件过渡表面和已加
特点：工件出 现加工硬化现
象的根源
工表面受切削刃钝圆部分和后刀面
的挤压，摩擦产生微量塑性变形的
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区域。
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摩擦区Lf
3．刀尖
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。
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。
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（二）定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削 部分几何形状（各表面空间位置）的重要参 数。 • 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基 准坐标面。 • 参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考 系。
运动速度vf反方向之间的夹角。
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（2）切削平面中测量的刀具角度
1）刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
•它在切削平面内标注或 测量，但有正负之分。 •当主切削刃与基面平行 时λs=0°； •当刀尖点相对基面处于 主切削刃上的最高点时 λs ＞0°；反之λs ≤0°。
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（3）正交平面中测量的刀具角度
1)前角γO 前面与基面之间的夹角。 2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。
说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等 高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑 进给运动的影响等条件下确定的。
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（四）刀具工作角度
刀具在工作参考
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1．刀具静止参考系
刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。
在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。
静止参考系中最常用的是正交平面参考系。
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★标注坐标系的假定条件
1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并且限 定主运动的方向垂直于水平面，方向向上。
系中确定的角度
称为刀具工作角
度。
研究刀
1．刀具工作参考系的建立
具工作角度的变 化趋势，对刀具
的设计、改进、
革新有重要的指
导意义。
与静态系统中正交平面参考系建立的定义和
程序相似，不同点就在于它以合成切削运动υe 或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基面
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2．刀具工作角度的分析
第二节 切削刀具及其材料
一、 切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
(turning tools)的工作部分比较简单，只由 切削部分构成，非工作部分就是车刀的柄部 (或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部
分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变
而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参
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在车削(切断、车螺纹、车丝 杠)、镗孔、铣削等加工中，通常因刀 具工作角度的变化，对工件已加工表 面质量或切削性能造成不利影响。
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（1）刀具安装位置对刀具工作角度的影响
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1)刀尖安装高低对工作前、后角的影响
❖用刃倾角ห้องสมุดไป่ตู้s=0°车刀车削外圆时，由于车
刀的刀尖高于工件中心，工作前角γoe增大，
通过切削刃
上选定点，垂直
通过切削刃上选定 于基面并与主切 点，同时与基面和切削平 削刃相切的平面。
面垂直的平面。
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（三）刀具的标注角度
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给
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
种堆积物叫积屑瘤
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有利方面
保护刀具 积屑瘤硬 度很高
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损
增加工 作前角
积屑瘤的存在， 使刀具的实际工 作前角增大
可减小切削变 形和切削力， 使切削轻快
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不利方面
影响工件尺 寸精度
时大时小，时有时无，使切削 力产生波动而引起振动
积屑瘤的顶端突出于切削刃之外， 使实际的切削深度不断变化
而工作后角αoe减小。
❖若切削刃低于工件中心，则工作前角γoe增
大，而工作后角αoe减小
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2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响
❖当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时
针转动G角时，工作主偏角将增大，工作副偏角 将减小。
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3、金属切削过程的基本理论