刀具几何角度说明
刀具几何角度及切削要素
(2) 切削平面PS内的角度 λs：在切削平面PS内测量的主切削刃S与基面 Pr间的夹角称刃倾角； λs有正负之分，刀尖位于切割刃的最高点时定 为（“+”）、反之为负（“-”），它影响切 屑流向和刀尖强度；粗加工时，取负值，增大 刀尖强度；精加工时，取正值或零，避免切屑 划伤已加工表面。
a） b） c）
实际使用的刀具切削部分放大形状
1.2.2刀具角度的坐标平面与参考系
标注坐标系--静态参考系--刀具角度 它是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量 角度时基准。 工作坐标系--动态参考系--工作角度
它是确定刀具切削运动中角度的基准。
刀具切削部分的各个面、刃的空间位置常常用这 些面、刃相对某些坐标平面的几何角度来表示， 基面 Pr ：过切削刃上选 定点，以该点切削速度为 这样就必须将刀具置于空间坐标平面参考系内。 法线。与刀具底面平行。 该参考系包括参考坐标平面和测量坐标平面。
普通车刀、刨刀的基面平行于刀具底面。钻头和
铣刀等旋转类刀具，其切削刃上各点的主运动(即回
转运动)方向都垂直于通过该点并包含刀具旋转轴线
的平面，故其基面Pr就是刀具的轴向平面。
2）切削平面 Ps
通过切削刃上选定点与切削刃相切，并垂直于基 面的平面；也就是切削刃与切削速度方向构成的平面。 基面和切削平面是两个十分重要的参考平面。这 两个参考平面加上以下所述的任一剖面，便构成不同
零件不同表面加工时的切削运动
刨削：主运动——刨刀的直线运动
进给运动——工件移动 钻削：主运动——钻头旋转 进给运动——钻头轴向移动 插齿：主运动——插齿刀上下运动 进给运动——工件分度运动等 车外圆：主运动——工件高速旋转 进给运动——车刀轴向运动
刀具几何角度45°切断刀主要角度标注
、一面二角分析法表示空间任意一个平面方位的定向角度只需两个，所以判断刀具切削部分需要标注的独立角度数量可用一面二角分析法确定。
即刀具需要标注的独立角度数量是刀面数量的二倍。
分析任何一种刀具，包括钻头、铳刀、等复杂刀具几何参数时，都可将复杂的刃形分为一个个切削刃，每个切削刃应有前、后两个刀面、每个刀面应标注两个独立角度。
例如用Y 0和入S两角确定前面的方位，用 a 0、K r两角可确定后面的方位，用K r和入s两角可确定主切削刃的方位。
二、切断刀分析与标注如图所示的切断刀有一条切削刃，两个刀尖、两条副切削刃组成。
其中两条副切削刃与主切削刃同时处在一个前刀面上，因此，这把切断刀共有4个刀面。
4 X 2=8,需要标注的独立角度共有8个。
习惯上标注左切削刃上的主偏角、刃倾角，而右刃角度是派生角度。
因此，切断刀各刀面的定向角是：前面定向角：Y°、入sL; 后面定向角：a o、K rL ; 左a、0R、副后面定向角a 'oL、K rL' ;右副后面定向角K rR'三、法平面参考系角度标注四、其它1、假定工作平面参考系由P r、P f、P p三个平面组成。
其中：（1）假定进给平面P f过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。
（2）假定切深平面（背平面）P p过过切削刃选定点既垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。
a）图1-13车刀前、后角和刃倾角正、负的规定a）前、后角b）刃倾角囱Wl船Tl*蛙夏fGHT炸偌商3翌殆图1-12切断刀的标注角度图1-11车夕b®时倫刀的标注角度/%> — /<>Pr。
刀具几何角度的选择
刃倾角之歌
刃倾角，作用大，切屑流向要靠它： 正值切屑朝前走，负值切屑往后绕。 工件强度硬度大，负值可以应对它。 加工精度要求高，切屑必须朝前跑。 断续切的副后角取和后角相同 的数值。但切断刀受刀头强度限 制，副后角较小（1 °30′～2°）。
三、合理选择主、副偏角
我知道！ 1.主偏角的选择
① 系统刚度：刚性好， Kr小 ， 刚性差， Kr大
② 工件形状：Kr按工件表面形状
选取，如台阶轴车刀主偏角为90
o
2.副偏角的选择：
8°～10°
钛合金 σb≤1.177G Pa
10°～15°
巩固 关卡 实践操作： 当用硬质合金车刀对灰铸铁材 料粗车外圆时，后角应如何选择？为什么？
选( 较小)的后角（即选取楔角大一些），以保 证刀头（ 强度好 ），散热( 好 )，切削刃强度 ( 好 )。
对不对呢？
明辨是非：当粗加工、强力切
削或承冲击载荷时，要使刀具寿 命延长，必须减少刀具摩擦，所 以后角应取大些。
前角选择歌
• 前角作用大，合理选择它： • 工件硬度高，前角要选小， • 工件塑性大，前角要选大。 • 硬质合金刀，前角要选小， • 高速钢刀具，前角要选大。 • 粗加工前角小，精加工前角大。
二、合理选择后角
①加工精度 ②加工材料
精加工：防止摩擦选较大的角 粗加工：增加刀头的强度选较 小的后角 塑性金属：选较大的后角 脆性材料：选较小的后角 硬度、强度较高的材料：选较 小的后角
工件材料 合理前角 粗车 低碳钢 中碳钢 合金钢 淬火钢 20 ～ 25° 10～15° 10～15° 精车 25～30° 15～20° 15～20° 灰铸铁 铜及铜合 金 铝及铝合 金 钛合金 σb≤1.177 GPa 工件材料 合理前角 粗车 5～10° 5～10° 35～40° 10°～15° 精车 10～15° 10～15° 30～35°
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
刀具几何角度的认识及测量
刀具几何角度的认识及测量一、实验目的1. 掌握测量车刀几何角度的方法。
2. 进一步理解车刀各几何角度的定义及其标注方法。
3. 认识端铣刀、麻花钻、铰刀、扩孔钻、齿轮滚刀等典型刀具的角度。
二、实验要求1.熟悉所给的车刀结构和万能车刀量角台的使用方法。
2.用万能车刀量角台测量车刀的六个基本角度：γo、αo、λs、κr、κr’、αo’3.绘图表示所给外圆车刀的几何角度。
4.观察了解实验中所用各种典型刀具的刀具结构和角度。
图1 万能车刀量角台三、实验方法和步骤1.万能车刀量角台的使用方法本实验所用万能车刀量角台结构如图1所示。
测量每个角度时，应首先利用量角台的可调部分找到度量平面位置和构成该角的平面（或直线）的位置。
本量角台有紧固手柄2和8。
本体3上有B、A刻线，可分别与立柱4的垂直刻线5和回转盘6 的任意刻度重合。
松开手柄2，可使本体3连同刻度板9一起绕立柱4 的轴线回转，还可以将刻度板调到适当高度。
松开手柄8，可使回转盘6连同刻度板一起绕水平轴线回转。
刻度板还可在支撑板7的水平槽内滑动。
在底座1的上方，刻度板可调到任意位置，即可调到与底座的顶面（刀杆定位面）平行，也可以调到与底座顶面垂直或斜交。
刻度板所在平面，可用来代表所测量角度的度量平面（基面，切削平面，主剖面——即正交平面）。
指度片10可绕其轴在刻度板上转动，其作用是用来指示所测角度的值。
刻度板每格为2°。
当刻度板位于主剖面（正交平面）位置，而指度片尖端对准刻度板0°刻线时，此时指度片E边和F（或F’）边分别平行和垂直于底座顶面，即E边代表基面，F(或F’)边代表切削平面。
若将E、F(或F’)的任意一边与被测刀面或刀刃贴合（以不漏光为限）时，即可按定义测得所需的角度值。
可见，指度片上的E或F(或F’)边在0°位置和它与刀面或刀刃贴合时的位置，分别代表了构成所测角度的两个平面（或两条直线）。
底座上有两个定位销11，在测量主偏角和副偏角时，是用来对刀杆侧面定位的。
(整理)刀具角度的标注.
（二）建设项目环境影响评价的工作等级答案：
1.建设项目环境影响评价文件的报批
2.750外圆车刀几何角度：主偏角Kr＝750，副偏角Kr¹＝150，前角γ0＝100，后角α0＝80，副后角α0¹＝80，刃倾角λs＝－50
（1）基础资料、数据的真实性；答案：
2）应用环境质量标准时，应结合环境功能区和环境保护目标进行分级。（2）综合规划环境影响篇章或者说明的内容。
切断刀
答案：
5.450内孔车刀几何角度：主偏角Kr＝450，副偏角Kr¹＝150，
第1页前角γ0＝100，后角α0＝100，副后角α0¹＝100，刃倾角λs＝-50
答案：
规划审批机关在审批专项规划草案时，应当将环境影响报告书结论以及审查意见作为决策的重要依据。
二、环境影响评价的要求和内容6.450端面车刀几何角度：主偏角Kr＝450，副偏角Kr′＝450，前角γ0＝50，后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs＝50
答案：
（1）规划环境影响评价的分析、预测和评估内容。
3.600内孔车刀几何角度：主偏角Kr＝600，副偏角Kr′＝150，前角γ0＝100，后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs＝－50
答案：
2）应用环境质量标准时，应结合环境功能区和环境保护目标进行分级。
4.900外圆车刀几何角度：主偏角Kr＝900，副偏角Kr′＝150，前角γ0＝100，后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs＝50
机床中刀具的几何角度及标注
机床中刀具的几何角度及标注
金属切削道具对于提高劳动生存率、保证加工精度与表面质量、改进生产技术、降低成本，都有直接的影响。
刀具的种类很多，按设计、制造、使用情况的不同可以分为标准刀具、标准专用刀具类和专用刀具类。
前两类一般由专业厂按照国家标准设计制造，用户主要是正确选择、合理使用，而专用刀具则应该根据加工工件形状、尺寸和技术要求进行专门的设计制造。
常用的切削加工刀具有车刀、刨刀、铣刀孔加工刀具、齿轮加工刀具、砂轮、拉刀等。
刀具的几何角度及标注
金属切削加工的刀具种类繁多，但刀具切削部分的组成却有共同点。
车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。
a车刀切削部分的组成
车刀由切削部分和刀柄组成。
刀具中起切削作用的部分称切削部分，夹持部分称刀柄，如图1-3所示车刀的组成部分和各部分的名称。
切削部分由不同刀面和切削刃构成。
定义如下：
(1)前刀面Aγ刀具上切屑流过的表面，也称前面。
(2)住后面Aα切削时刀具上与工件加工表面相对的表面。
(3)副后面A'α:切削时刀具上与工件已加工表面相对的表面。
(4)主切削刃：前刀面与主后刀面的交线(切削过程中，承担在狐妖的切削任务)。
(5)副切削刃：前刀面与副后刀面的交线(参与部分切削任务)
(6)刀尖：主切削刃与副切削刃相交而形成的一部分切削刃，它不是以个几何点，而是具有一定圆弧半径的刀尖。
机械制造技术基础 第二章 第七节 刀具合理几何参数的选择
3、前刀面形式的选择（负倒棱和刃口钝圆及卷屑槽） ⑴ 负倒棱 ① 负倒棱主要作用： 优点：增强切削刃，减小刀具破损；此外，刀具倒棱处的楔角较大，使散热条件也
3、副偏角的选择原则 ⑴ 在不引起振动的情况下 副偏角κγ’易取较小值。 精加工时， κγ’取得更小，有时还可磨出修光刃。 ⑵ 加工高硬度、高强度或断续切削 副偏角κγ’易取较小值。
⑶ 切断刀及切槽刀受结构及强度的限制 4、刀尖形式的选择
κγ’取值很小， κγ’=1°~3°。
⑴ 圆弧过渡刃 圆弧形过度刃不仅可提高刀具寿命，还可大大减小已加工表面粗糙度，精加工时常 采 用 圆弧过渡刃。但它需在专用磨床上刃磨。 ⑵ 直线形过渡刃 粗加工时，背吃刀量比较大，为减小径向分力Fy和振动，通常取较大的主偏角。但这 时刀尖强度较差，散热条件恶化。为改善这种情况，提高刀具寿命，常常磨出直线性的过 渡 刃。 通常，取κγε=0.5κγ，bε=0.5~2mm.
第七节
刀具几何参数
刀具合理几何参数的选择
刀具的切削角度（γo、αo、κr、κr’、λs) 前刀面的形式（平的、带倒棱的、带卷屑槽的前刀面）
切削刃的形状（直线型、折线形、圆弧形） 合理几何参数：在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具寿命，从而能够达到提高切削 效率或降低生产成本目的的几何参数。
Leabharlann 、刃倾角的选择1、刃倾角主要的作用 ⑴ 控制切屑流出方向
λs=0°时，切屑近似沿垂直切削刃的方向流出； λs＞0°时，切屑流向待加工表 面； λs＜0°时，切屑流向已加工表面。
刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度
汇报人：XX
目录
• 刀具几何角度概述 • 刀具标注方法 • 工作角度及其影响因素 • 刀具几何角度的优化设计 • 刀具几何角度的测量与调整 • 刀具几何角度的应用实践
01
CATALOGUE
刀具几何角度概述
定义与重要性
定义
刀具几何角度是指刀具切削部分 各表面的倾斜角度和刀尖形状。
刀具几何形状
刀具的刃形、刃倾角等几何形状因素也会对 工作角度产生影响。
04
CATALOGUE
刀具几何角度的优化设计
优化设计原则与目标
原则
在满足切削性能的前提下，尽可能减小刀具的结构尺寸和重量，提高刀具的刚性和耐用度。
目标
通过优化刀具的几何角度，改善切削力、切削热和刀具磨损等状况，从而提高切削效率和加工质量。
案例三
针对难加工材料的切削，通过采 用具有大前角和大后角的刀具优 化设计，有效减少了切削刃的磨 损和破损，提高了切削稳定性和 加工精度。
05
CATALOGUE
刀具几何角度的测量与调整
测量方法与工具介绍
测量方法
通常采用投影法、坐标法、光学法等 进行测量。
测量工具
主要包括投影仪、万能角度尺、光学 分度头等。
工件表面质量
工作角度对工件表面的粗糙度、残 余应力等有直接影响。
04
影响工作角度的因素分析
刀具材料
不同材料的刀具具有不同的强度和韧性，需 要相应调整工作角度以适应其特性。
切削用量
切削速度、进给量和切削深度等切削用量参 数的变化会导致工作角度的调整。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对工作角 度的选择有重要影响。
刀具几何角度45°切断刀主要角度标注
一、一面二角分析法
表示空间任意一个平面方位的定向角度只需两个，所以判断刀具切削部分需要标注的独立角度数量可用一面二角分析法确定。
即刀具需要标注的独立角度数量是刀面数量的二倍。
分析任何一种刀具，包括钻头、铣刀、等复杂刀具几何参数时，都可将复杂的刃形分为一个个切削刃，每个切削刃应有前、后两个刀面、每个刀面应标注两个独立角度。
例如用γo和λs 两角确定前面的方位，用αo、Кr两角可确定后面的方位，用Кr和λs两角可确定主切削刃的方位。
二、切断刀分析与标注
如图所示的切断刀有一条切削刃，两个刀尖、两条副切削刃组成。
其中两条副切削刃与主切
削刃同时处在一个前刀面上，因此，这把切断刀共有4个刀
面。
4×2=8，需要标注的独立角度共有8个。
习惯上标注左
切削刃上的主偏角、刃倾角，而右刃角度是派生角度。
因此，
切断刀各刀面的定向角是：
前面定向角：γo、λsL；后面定向角：αo、КrL；左
副后面定向角α`oL、КrL`；右副后面定向角α`oR、
КrR`
三、法平面参考系角度标
注
四、
其它参考系
1、假定工作平面参考系由P r、P f、P p三个平面组成。
其中：
(1) 假定进给平面P f 过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。
(2) 假定切
深平面(背平面)P p过过切削刃选定点既垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。
刀具角度选用原则
刀具角度选用原则Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】刀具几何角度的作用及选择原则答：1是前角； 2是后角； 3是副偏角； 4是刀尖角；5是主偏角； 6是副后角； 7是副前角； 8是刃倾角名称：前角作用：加大前角，刀具锋利，切削层的变形及前面摩擦阻力小，切削力和切削温度可减低，可抑制或消除积屑瘤，但前角过大，刀尖强度降低；选择原则：（1）工件材料的强度、硬度低，塑性好时，应取较大的前角；反之应取较小的前角；加工特硬材料（如淬硬钢、冷硬铸铁等）甚至可取负的前角（2）刀具材料的抗弯强度及韧性高时，可取较大的前角（3）断续切削或精加工时，应取较小的前角，但如果此时有较大的副刃倾角配合，仍可取较大的前角，以减小径向切削力（4）高速切削时，前角对切屑变形及切削力的影响较小，可取较小前角（5）工艺系统钢性差时，应取较大的前角名称：后角作用：减少刀具后面与工件的切削表面和已加工表面之间的摩擦。
前角一定时，后角愈锋利，但会减小楔角，影响刀具强度和散热面积。
选择原则：（1）精加工时，切削厚度薄，磨损主要发生在后刀面，宜取较大后角；粗加工时，切削厚度大，负荷重，前、后面均要发生磨损、宜取较小后角（2）多刃刀具切削厚度较薄，应取较大后角（3）被加工工件和刀具钢性差时，应取较小后角，以增大后刀面与工件的接触面积，减少或消除振动（4）工件材料的强度、硬度低、塑性好时，应取较大的后角，反之应取较小的后角；但对加工硬材料的负前角刀具，后角应稍大些，以便刀刃易于切入工件；（5）定尺寸刀具（如内拉刀、铰刀等）应取较小后角，以免重磨后刀具尺寸变化太大；（6）对进给运动速度较大的刀具（如螺纹车刀、铲齿车刀等），后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异；（7）铲齿刀具（如成形铣刀、滚刀等）的后角要受到铲背量的限制，不能太大，但要保证侧刃后角不小于2°。
实验一 刀具几何角度测量实验报告书
刀具几何角度测量实验报告书实验者姓名赵万超实验者学号11121986实验小组第31组小组其它成员赵万超张雁宇等课程名制造技术基础实验室生产工程实验中心金属切削实验室实验时间2013/12/10 12:00-13:30刀具几何角度测量实验一．实验概述切削加工过程中，刀具要从工件上切下金属，其切削部分必须具备一定的切削角度，也正是由于这些角度才决定了刀具切削部分上各刀面、刀刃和刀尖的空间位置。
用于切削加工的刀具虽然种类繁多，具体结构各异，但其切削部分在几何特征上却具有共性。
外圆车刀的切削部分可以看作是各类刀具切削部分的基本形态，故此在工程中，是以外圆车刀为例，给出刀具切削部分的基本定义。
而刀具几何角度就是描绘切削部分几何特征的参数。
二．实验目的通过实验，将使同学能增强对刀具切削部分几何特征参数的感性认识，理解切削加工中的切削机理，掌握金属切削理论基础概念。
三．实验要求1. 熟悉车刀切削部分的构成要素，掌握车刀静态角度的参考平面、参考系及车刀静态角度的定义：2. 了解车刀量角台的结构，学会使用量角台测量车刀静态角度或CAD软件测量3D模型车刀角度；3. 绘制车刀静态角度图，并标注出测量得到的各角度数值。
四．实验内容1. 使用车刀量角台测量车刀的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角。
2. 使用CAD软件测量3D模型车刀的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角。
（注：根据实验时数可选1或全选）五．实验原理车刀的静态角度可以用车刀量角台进行测量，其测量的基本原理是：按照车刀静态角度的定义，在刀刃选定点上，用量角台的指针平面(或侧面或底面)，与构成被测角度的面或线紧密贴合(或相平行、或相垂直)，把要测量的角度测量出来。
3D模型车刀角度可通过CAD软件辅助作图测量得到和标注。
六．实验数据处理1．实体车刀实验数据（1）实验刀具为外圆车刀（2）实验刀具材料为高速钢（3）实体车刀实验数据记录表（4）实体车刀角度测量标注图2．卓越班：3D模型车刀实验数据（1）3D模型车刀角度标注图（2）3D模型车刀实验数据记录表。
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
刀具角度的标注
1.75°内孔车刀几何角度：主偏角Kr二75。
，副偏角Kr'二15。
，前角丫0二10。
后角a 0二8,副后角a 0'二8,刃倾角入S二5°
答案:
2. 75°外圆车刀几何角度：主偏角K T二75°，副偏角KJ二15°,前角丫o二10.,后角a o二8,副后角a o二8,刃倾角入S二—5°
答案:
3.60°内孔车刀几何角度：主偏角Kr二60,副偏角Kr'二15°,前角丫0二10。
后角
a 0二8,副后角a 0'二8,刃倾角入s = — 5
答案:
4. 90°外圆车刀几何角度：主偏角Kr二90°,副偏角Kr - 15°,前角丫0二10。
后角a 0二8,副后角a 0'二8,刃倾角入s二5°
答案：
5. 45°内孔车刀几何角度: 主偏角Kr二45°,副偏角Kr1 - 15。
，
前角丫o二10°,后角日o二10°,副后角曰o二10°,刃倾角入S二-5°答案:
F O-P D
6. 45°端面车刀几何角度：主偏角Kr二45°,副偏角Kr'二45°,前角丫0二5后角
a 0二8,副后角a 0'二8,刃倾角入S二5°
答案：
5. 45°内孔车刀几何角度: 主偏角Kr二45°,副偏角Kr1 - 15。
，。
刀具角度的基本概念
刀具角度的基本概念：1、前角：基面和前刀面的夹角.是刀具的锋利程度.我们把铁屑流经过的面成为前刀面.2、后角：切削平面和后刀面的夹角.主要影响摩擦和刀具强度.3、主偏角：主切削刃和刀具进给方向的夹角.影响刀具的强度,和影响背向力,主偏角减小,背向力越大,机床的消耗率也越大,并且主偏角还会影响表面粗糙度.4、副偏角、副切削刃与进给方向的反方向的夹角即为副偏角.同样影响强度,摩擦,以及表面粗糙度.5、刃倾角：是控制流屑的方向.主切削刃和基面的夹角.。
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有利于
使切削过 程平稳
降低加工表面 粗造度数值
作业
1．谓何前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角？ 2．何谓积屑瘤？它对切削加工有何影响？如何 控制？
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。
★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。 2、二是假定刀具的刃磨和安装基准面垂
第二节 一、
切削刀具及其材料 切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。 车刀(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。
通过切削刃 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。
（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 运动速度vf反方向之间的夹角。
（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。
切削层
的金属
切削层的金 属受到刀具 前刀面的推 挤后产生弹 性变形
刀具继续切入时，材 料内部的应力、应变 继续增大，当切应力 达到其断裂强度时， 金属材料被挤裂
沿刀 具前 刀面 流出
2. 切屑的种类
挤裂切屑 切屑 单元切屑
带状切屑
崩碎切屑
带状 切屑
一般加工塑性材料（钢、 铝）、采用大的前角， 小的切削厚度，最高切 呈连绵不断的带状或螺旋 削速度，会形成此类切 状,与刀具接触的底层光滑，屑。切削过程平稳，切 削力变化小，工件表面 背面呈毛绒在状 光洁; 必须采取断屑措 施
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。
（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。
（2）、鳞刺
鳞刺：在已加工表面上产生与 切削速度方向垂直的横向裂纹 和呈鳞片状的毛刺
鳞刺的产生是由于少量金属材 料的粘接层积接，剪切应力的 大小和方向不断变化，当应力 的大小达到材料的强度极限， 导致切屑与母体发生撕裂。
切屑的形成过程及切屑种类
1. 切屑形成过程
随着切应力、切应变 逐渐增大，达到其屈 服强度时，产生塑性 变形而滑移 切 弹性变形 塑性变形 挤裂 切离 屑
2．刀具工作角度的分析
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。
（1）刀具安装位置对刀具工作角度的影响
1)刀尖安装高低对工作前、后角的影响
用刃倾角λs=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， 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
崩碎 切屑
切削层金属发生弹性变形 后，一般不经过塑性变形 就突然崩裂而形成形状不 规则的崩碎切屑
工件材料脆性越大， 刀具前角越小，切削 深度和进给量越大， 越易产生此类切削
(1)切屑的形态可随切削条件不同而改变
(2)可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的 方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工 质量 使粒状切屑、 节状切屑向带 增大前角 状切屑转化
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 积屑瘤破裂后会划伤表面，加 快刀具磨损
影响工件表 面粗造度 会形成硬点和毛刺，使工件表面粗 造度值增大
3. 积屑瘤的控制 工件材料
影响积屑瘤 的因素 切削用量 刀具角度 切削液等 要避免在中温、中速加工塑性材料 控制措施 增大前角可减小切削变形，降低切削 温度，减小积屑瘤的高度 采用润滑性能优良的切削液可减少 甚至消除积屑瘤
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
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。
2.正交平面参考系
(1)基面pr (2)切削平面ps (3)正交平面po
通过切削刃上选定 点，同时与基面和切削 平面垂直的平面。
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。 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）。
（四）刀具工作角度
1．刀具工作参考系的建立
刀具在工作参考 系中确定的角度 称为刀具工作角 度。 研究刀 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。
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 种堆积物叫积屑瘤
保护刀具
积屑瘤硬 度很高 积屑瘤的存在， 使刀具的实际工 作前角增大
有利方面
增加工 作前角
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损 可减小切削变 形和切削力， 使切削轻快
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。
3、金属切削过程的基本理论
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
（1）、金属切削过程中的变形 规律
•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°。
（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。
（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
（3)副后刀面
与工件正在被切削加工的表面 （过渡表面）相对的刀面。
与工件已切削加工的表面相对 的刀面。
2.刀刃
（1）主切削刃 （2）副切削刃 前刀面与主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
特点：工件出 现加工硬化现 象的根源
第三变形区：工件过渡表面和已加 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 区域。
摩擦区Lf
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。
挤裂 切屑
切屑背面呈较大的锯齿状， 底面有不贯穿的裂纹
一般加工中等硬度 钢材时，切削速度 较低，切削深度和 进给量较大时产生
单元 切屑
在节状切屑的整个剪切面 上，切应力超过了材料的 破裂强度时，整个单元被 切离形成粒状切屑
在加工塑性较差 的材料时，采用 较小的前角或负 前角的刀具并以 极低的切削速度、 大的切削深度和 进给量进行切削 时形成的