刀具角度选用原则
车刀种类和角度选择原则详解
车刀不对准工件中心对角度的影响
五、车刀刃磨
无论硬质合金车刀(焊接)或高速钢 车刀，在使用之前都要根据切削条 件所选择的合理切削角度进行刃磨 ，一把用钝了的车刀，为恢复原有 的几何形状和角度，也必须重新刃 磨。
重 要 性
三分手艺、七分刀 徒弟的手、师傅的刀
1.磨刀步骤(图a～d)
⑴磨前刀面 把前角和刃倾角磨正确。 ⑵磨主后刀面 把主偏角和主后角磨正确。 ⑶磨副后刀面 把副偏角和副后角磨正确。 ⑷磨刀尖圆弧 圆弧半径约0.5～2mm左右。 ⑸研磨刀刃 车刀在砂轮上磨好以后，再用油石加些机油研磨车 刀的前面及后面，使刀刃锐利和光洁。这样可延长车刀的使用寿命。 车刀用钝程度不大时，也可用油石在刀架上修磨。硬质合金车刀可 用碳化硅油石修磨。
前角γo
——在主切削刃选定点的正交平面po内， 前刀面与基面之间的夹角
。
后角αo
——在正交平面po内，主后刀面与切削 平面之间的夹角。
主偏角κr
——主切削刃在基面上的投影与进给方 向的夹角。
刃倾角λs ——在切削平面ps内，主切削刃与 基面pr的夹角。
其他角度：
副前角γoˊ、 副后角αoˊ、 副偏角κrˊ、 刃倾角λsˊ
3．主偏角、副偏角的选择 （1）主偏角的选择 A、主偏角κr的增大或减小对切削加工有利的一 面 在背吃刀量ap与进给量f 不变时，主偏角κr减小 将使切削厚度hD减小，切削宽度bD增加，参加 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。 主偏角κr减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高， 刀尖散热体积增大。 所以，主偏角κr减小，能提高刀具耐用度。
(4)良好的工艺性和经济性
简要说明刀具的主要角度及其选用原则
简要说明刀具的主要角度及其选用原则刀具，这个东西，看似简单，实则里面的学问可大着呢！要说到刀具的主要角度，首先得从“切”这个动作说起。
你想，刀具不就是为了帮助我们切得又快又好嘛？不过别以为这事儿很简单，刀具角度可讲究了，不同的角度对应不同的切削效果，不是随便调一调就行的。
话说回来，刀具的角度主要有几个重要的，比如主切削角、前角、后角、侧角等。
这些角度的选用和调整，直接关系到切削的效率和刀具的使用寿命，关系到你切得快不快、刀刃磨得快不快，甚至刀具能不能“吃得住”硬材料。
所以说呀，选刀具角度可得当心，别瞎选，否则刀具很可能“生病”，不但切不好东西，磨得还特别快，浪费可就大了！首先说说主切削角吧，这个角度就像是刀具的“个性”，它决定了刀具切入材料时的态势。
主切削角越小，刀具的切入角度越大，越容易切进去，工作时感觉特别轻松，不会太费劲。
但是呢，主切削角也不能小得过头，不然刀具容易变钝，切削时材料不容易被带走，刀具负担加重，热量产生也会增多，刀具的寿命可就大打折扣了。
你知道的，刀具这种东西，不能嫌它重也不能嫌它轻，最讲究的就是一个“合适”字。
再说了，主切削角也不是越小越好，越大反而越容易磨损，刀具就容易变得“不听话”了。
所以这角度要选得恰到好处，得看你切的是啥材料，硬度如何，得结合实际情况。
再来看看前角。
这个角度直接影响刀具的锋利程度，前角大，刀具就会锋利，切得也快，顺畅无比。
要是前角太小，切削时材料就不容易被带走，刀具就像是被困住了，切得慢，费力还不省事儿。
前角一般都得大一些，尤其是当我们切的是一些软材料时，前角越大，切削更容易，省力省时。
不过也得小心，如果前角过大，刀具的强度就会降低，容易崩刃，后果可不堪设想。
所以，前角和主切削角一样，得精挑细选，不是随便选一个大的角度就好。
再来说说后角，听起来很简单，其实影响也不小。
后角决定了切削的稳定性，影响着刀具的摩擦情况。
后角大，刀具和工件的接触面小，摩擦就小，切削过程顺畅，刀具也不会那么快磨损。
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。
切割刀的磨刀角度
切割刀的磨刀角度磨刀角度的选择选择合适的磨刀角度可以提高切割刀的效果。
以下是一些常见的磨刀角度选择：1. 倾角（bevel angle）：倾角是指刀刃的斜面与刀背之间的夹角。
一般来说，较小的倾角可以提供更尖锐的切割，但刀刃会更薄，容易损坏。
较大的倾角则可以提供更坚固的刀刃，但切割效果可能会打折扣。
选择适当的倾角要考虑材料的硬度和切割需求。
2. 冲刃（relief angle）：冲刃是指刀刃斜面与工件接触的角度。
较大的冲刃角度可以降低刀刃与工件的摩擦，减少切割时的热量和切割力，从而减轻刀具磨损。
然而，过大的冲刃角度可能导致切割质量下降。
冲刃角度的选择要综合考虑工件材料和切割表面质量的要求。
3. 前角（rake angle）：前角是指切削刃面与工件表面接触的角度。
较小的前角可以提高切削性能和切削质量，但也会增加刀具磨损和加工力。
较大的前角则可以减少磨损，但可能会降低切割效果。
选择合适的前角要综合考虑切削材料和切削力的平衡。
4. 周角（side angle）：周角是指刀刃侧面与工件切削方向之间的夹角。
周角的选择会影响刀具的清除能力和刀刃的强度。
较小的周角可以增加清除能力，减轻切屑堆积，但会使刀刃变薄，降低强度和刚度。
较大的周角则可以提高刀刃强度，但可能会减弱清除能力。
周角的选择要综合考虑清除要求和刀具强度的平衡。
磨刀角度的调整调整切割刀的磨刀角度可以实现更好的切割效果。
以下是一些常见的角度调整方法：1. 砂轮磨削：使用合适的砂轮对切割刀进行磨削，调整倾角、冲刃角、前角和周角。
确保砂轮选用合适的粒度和颗粒强度，以获得需要的刀刃形状和质量。
2. 使用磨刀机：磨刀机可以提供更精确和一致的角度磨削。
根据切割需求和材料特性，在磨刀机上调整磨刀角度，确保刀具的切割效果和寿命。
3. 定期检查和校准：定期检查切割刀的磨刀角度，以确保其处于良好状态。
根据需要进行调整和校准，以维持切割质量和刀具寿命。
总之，选择合适的磨刀角度和进行角度调整对于切割刀的切割效果和寿命至关重要。
第五章 切削用量及刀具几何角度的选择(机械制造技术A)
Thank you for your listening!
测试1：
1、积屑瘤在粗、精加工中各起什么作用？当其有害 时怎样抑制它？
2、影响积屑瘤大小的因素?精加工外圆时怎样抑制它? 为什么?
3、试推导变形系数ξ与剪切角Φ之间的关系。
4、单位切削力的定义?
5、切削用量三要素对切削力的影响与对刀具耐用度 的影响有什么不同？请利用指数公式对该问题进行 分析，并提出降低切削力和提高刀具耐用度的措施。
5.4 过渡刃与修光刃参数的选择
一、过渡刃及其参数选择 ⑴外圆车刀过渡刃参数：
过渡刃偏角
rs
1 2
r
过渡刃长度
bs=0.5~2mm
⑵切断刀过渡刃参数 过渡刃偏角 κrs=45° 过渡刃长度 bs=（0.20～0.25）ap
Κ'r
Κr
3）圆弧过渡刃
⑴高速钢车刀 r 0.5 ~ 5mm ⑵硬质合金车刀 r 0.5 ~ 2mm
3.负前角单面型 优点：刃口强度高。 缺点：刃口钝，对切削层的挤压严重。
使用场合： ⑴主要用于硬质合金车刀和铣刀； ⑵切削高强度、高硬度材料和切削淬火钢； ⑶当磨损主要发生在后刀面时。
4.正前角正倒棱 使用场合：适用于高速钢刀具 正倒棱尺寸参数：
br1 (0.5 ~ 1) f ; 01 0 ~ 5
在刀具前刀面上,切屑流出的方向与切削刃法线 间的夹角Ψλ称为流屑角。
主切削刃法线 主切削刃
（1）用测定切屑宽度bc的方法求流屑角：
cos
bc b
cos s
⑵实际切削角 ①流屑剖面：包含切屑流出方向和切削速度的剖面Pλ。 ②实际切削角：在流屑剖面内测量的角度 实际切削前角
sin oe cos sin n cos s sin sin s sin oe sin2 s cos2 s sin n
刀具的标注角度
（3）影响表面粗糙度 对切屑的形状和刀具寿命的影响
主偏角小：切屑宽且薄。 （散热好，刀具寿命提高） 主偏角大：切屑窄且厚。
主偏角对表面粗糙度大小的影响
主偏角小：表面粗糙 度小。主偏角大：表 面粗糙度大。
常用角度：45°、 60° 、75° 、90°
(6)副偏角（ kr'）基面内，副切削平面与假定工作面间的夹角。
作用：（1）影响副切削刃与工件已加工表面的摩擦 （2）影响表面粗糙度的大小
选取范围： 5o～15o
副偏角小：表面粗糙度小。副偏角大：表面粗糙度大。
(7)刃倾角（ s）在切削平面内，主切削刃和基面之间的夹角。
作用：（1）影响刀头的强度 （2）影响排屑方向
4、（1）刀具几何角度选取原则： 锐字当先，锐中求固。
刀具标注角度的参考系
（4）假定工作平面（ pf ）（进给平面）通过切削刃选定点，与 基 面垂直，且与假定进给方向平行 （5）背平面（ pp ）（切深平面）通过切削刃选定点，同时垂直于 基面和假定工作平面
3.刀具的标注角度
刀具的标注角度是指刀具在静止参考系中的一组角度，也是刀
具制造图上标注的角度，是刀具设计、制造、刃磨和测量所必需的， 也称静止角度。 主要包括：
2.确定刀具角度的静止参考系
假设：① 不考虑进给运动 ② 规定车刀刀尖与工件中心等高 ③ 刀柄的中心线垂直于进给方向
因此，参考系为静止参考系，主 要坐标平面有基面pr、切削平面ps、 正交平面（主剖面）po、假定工作 平面pf、背平面pp组成。 （1）基面（ pr ）：通过主切削刃
选定点，垂直于假定主运动 方向的平面。 （2）切削平面（ ps ）：通过 主切削刃选定点，与切削刃 相切并垂直于基面。 （3）正交平面（ po ）：通过主 切削刃选定点，并同时垂直 于基面和切削平面
锥度刀具选择
如何选择锥度刀具刀具路径设置是否合理将直接影响到加工效率和质量，要设置合理的刀具路径首要的因素是——“刀具的合理选择和刀具的合理搭配”。
如果刀具选择不合理或者搭配不合理，会大大影响加工效率，甚至会造成模具的报废。
因此要想合理的雕刻一个产品，必须充分的考虑刀具选择和搭配的合理性。
目前雕刻领域可供选择刀具的品种和规格较多，下面主要谈谈锥刀的选择和锥刀之间的搭配原则。
在选择锥度刀具时我们根据锥刀的结构特点考虑两个因素：锥角和底刃直径。
一、选择锥角（锥刀角度）主要考虑三方面的因素：A、首先考虑模具和产品对侧面角度的要求。
比如一个塑胶模具的脱模角度为5度（要求侧边角度为5度），这时要选择10度的刀具来加工侧边，才能保证模具的要求。
刀具的锥度为加工模具侧边角度的两倍。
B、考虑雕刻深度的要求，角度越大，雕刻深度越浅，反之越深。
在实际的加工中往往遇到模具轮廓之间（图形间距）距离很小而雕刻深度较深，要达到雕刻深度的要求，就必须要考虑刀具角度和加工深度之间的关系，在图形一定、刀具底直径一定的情况下，刀具锥角越大，它所能加工到的深度越浅；反之就越深。
因此，如果较大角度刀具无法加工到要求的深度就只有不断的减少锥刀的角度，直至达到所需的加工要求（针对同一底直径而言）。
C、如果侧边没有角度要求时，原则上选择强度更大的锥角刀具，以提高加工效率锥角越大，刀具强度越大，反之越小。
因此在加工模具中如果对于模具侧边没有要求，我们将选择较大角度的刀具来保证刀具具有较高的强度，可以采用比较高的进给、吃刀深度、加工速度，减少刀具断刀，从而提高加工的效率。
在实际的加工中通常选择30—40度的刀具，因为角度太大，对于小底刃直径的刀具的底刃直径不容易点取，刀具的刃长也随之减小，另外，刀具角度大侧边加工时线速度变化也更大，影响雕刻的侧边效果，同时加工声音也更大。
二、如何选择刀具的底刃直径在实际的模具加工中既要考虑加工的质量和又要注意效率，如果只使用一把刀具来进行加工不是效果达不到要求，就是速度跟不上，很难达到预期目的，通常需要多把刀具搭配结合来完成的；所以合理的刀路编辑要结合模具的要求、形态、精细程度等因素进行选择，而对于多把刀具我们如何合理的选择刀具的底刃直径可以从两个关键角度入手：选择开粗的第一把刀具和确定最后一把精修刀具：A、第一把开粗刀具的选择，主要根据雕刻区域的大小，大刀具的切削优势，材料的切除量考虑，第一把刀具应该能够加工到全部区域的60%（总切除量）以上。
刀具角度选择
后角的主要作用是减小刀具后刀面与工件之间的摩擦。后角过大会使到刃强度降低，并使散热条件变差，使刀具耐用度降低
车刀合理后角f≤0.25mm/r时，可选ao=10°~12°；在f＞0.25mm/r时，取ao=5°~8°
1） 工件材料强度、硬度较高时，应取较小后角；工件材料软、粘时应取较大后角；加工脆性材料时，宜取较小后角。
1）前刀面Ay—切下的切屑沿其流出的表面。
2）主后刀面Aa—与工件上过渡表面相对的表面。
3）副后刀面A＇a—与工件上已加工表面相对的的表面。
4）主切削刀S—前刀面与主后刀面的交线，它承担主要切削工作。
5）副切削刃S＇—前刀面与副后刀面的交线，它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。
6）刀尖—主切削刃与副切削刃连接处的那部分切削刃。
刀具角度选择
角度名称
作用
选择时应考虑的主要因素
前角yo
增大前角可以减小切屑变形和摩擦阻力，使切削力、切削功率及切削时产生的热量减小。前角过大将导致切削刃强度降低，刀头散热体积减小，致使刀具寿命降低
加工一般灰铸铁时，可选yo=5°~15°；加工铝合金时，选yo=30°~35°；用硬质合金刀具加工一般钢料时，选yo=10°~20°
2） 精加工及切削厚度较小的刀具，应采用较大的后角；粗加工、强力切削、宜取较小后角。
3） 工艺系统刚性较差时，应适当尖小后角。
4） 定尺寸刀具，如拉刀、铰刀等，为避免重磨后刀具尺寸变化过大，宜取较小的后角。
主偏角kr
主偏角减小，可使刀尖处强度增大且作用切削刃长度增加，有利于散热和减轻单位刀刃长度的负荷，提高刀具的寿命。减小主偏叫4还可使工件表面残留面积高度减小。增大主偏角，可使背向力Fp减小，进给力Ff增加，因而可降低工艺系统的变形与振动
刀具角度选用原则
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，刀具尖利，切削层的变形及前方摩擦阻力小，切削力和切削温度可减低，可克制或除去积屑瘤，但前角过大，刀尖强度降低；选择原则：1）工件资料的强度、硬度低，塑性好时，应取较大的前角；反之应取较小的前角；加工特硬资料（如淬硬钢、冷硬铸铁等）甚至可取负的前角2）刀具资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，但假如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，应取较大的前角作用：减少刀具后边与工件的切削表面和已加工表面之间的摩擦。
前角一准时，后角愈尖利，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、后边均要发生磨损、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，减少或除去振动4）工件资料的强度、硬度低、塑性好时，应取较大的后角，反之应取较小的后角；但对加工硬资料的负前角刀具，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，免得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），后角的选择应充足考虑到工作后角与标明后角之间的差别；（7）铲齿刀具（如成形铣刀、滚刀等）的后角要遇到铲背量的限制，不可以太大，但要保证侧刃后角不小于2°。
作用：1）改变主偏角的大小能够调整径向切削分力和轴向切削分力之间的比率，主偏角增大时，径向切削分力减小，轴向切削分力增大；2）减小主偏角可减小削厚度和切削刃单位长度上的负荷；同时主切削刃工作长度和刀尖角增大，刀具的散热获得改良，但主偏角过小会使径向切削分力增添，简单惹起振动。
刀具角度的功用与选择精选文档
副偏角的大小主要根据表面粗糙度的要求选取，一般为5°～15°，粗加工时取大值，精加工时取小值。切断刀、锯片刀为保证刀头强度，只能取很小的副偏角，一般为1°～2°。
（1）根据工件材料选择前角。加工塑性材料时，特别是硬化严重的材料（如不锈钢等），为了减小切削变形和刀具磨损，应选用较大的前角；加工脆性材料时，由于产生的切屑为崩碎切屑，切削变形小，因此增大前角的意义不大，而这时刀屑间的作用力集中在切削刃附近，为保证切削刃具具有足够的强度，应采用较小的前角。
工件强度和硬度低时，切削力不大，为使切削刃锋利，可选用较大的甚至很大的前角。工件材料强度高时，应选用较小的前角；加工特别硬的工件材料（如淬火钢）时，应选用很小的前角，甚至选用负前角。因为工件的强度、硬度愈高，产生的切削力愈大，切削热愈多，为了使刃具有足够的强度和散热，防止崩刃和磨损，应选用较小的前角。
（1）根据切削厚度选择后角。合理后角大小主要取决于切削厚度（或进给量），切削厚度hD愈大，则后角应愈小；反之亦然。如进给量较大的外圆车刀后角=6°～8°，而每齿进刀量不超过mm的圆盘铣刀后角=?30°。这是因为切削厚度较大时，切削力较大，切削温度也较高，为了保证刃口强度和改善散热条件，所以应取较小的后角。切削厚度愈小，切削层上被切削刃的钝圆半径挤压而留在已加工表面上并与主后刀面挤压摩擦的这一薄层金属占切削厚度的比例就越大。若增大后角，就可减小刃口钝圆半径，使刃口锋利，便于切下薄切屑，可提高刀具耐用度和加工表面质量。
数控机床、自动机床和自动线用刀具，为保证刀具工作的稳定性，使其不易发生崩刃和破损，一般选用较小的前角。
车刀的主要几何角度及选择原则解析
1）前角(γ0 ) 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。
加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。
其次要根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°之间选取。
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，它的作用大了去了折断切屑，不产生缠绕；控制切屑的流出方向，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，以增强刀头的坚固性；反之，后角应取小值。
后角不能为零度或负值，一般在6°～12°之间选取。
3）主偏角(Kr ) 的选用原则首先考虑车床、夹具和刀具组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°，加工中间切入的工件，主偏角一般取60 °。
主偏角一般在30°～90°之间，最常用的是45°、75 °、90 °。
4）副偏角(Kr’ )的选择原则首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性，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)的选择原则主要看加工性质，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°之间选取。
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。
第十章 刀具合理几何参数的选择
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。
10.2 后角的选择
一、主后角αo ：正交平面内，后刀面与切削平面之间的夹角。 1、作用:
第十章 刀具合理几何参数的选择
刀具几何参数包括：角度、刀面形式、切削刃形状等。 它们对切削时金属的变形、切削力、切削温度、刀具磨损、 已加工表面质量等都有明显的影响。 所谓合理几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够 获得最高刀具耐用度，从而达到提高切削效率，降低生产成本 的目的。
确定参数时的一般原则是：
重新选择适宜的γo。 ①依据刀具材料：抗弯强度低、韧性差、脆性大且忌冲 击、 易崩刃的，取小的γo 。 前角<高速钢刀具前角 陶瓷刀具前角<硬质合金刀具
②依据工件材料：钢料，塑性大，切屑变形大，与刀面接
触长度长，刀屑间压力、摩擦力均大，为减小变形与摩擦，
宜取较大的γo；铸铁，脆性大，切屑是崩碎的，集中于切削 刃处， 为保证有较好的切削刃强度，γo宜取得比钢小。 用硬质合金刀加工钢，常取γo≈10°～20°；加工铸铁， 常取γo≈5°～15°。
粗加工时，考虑到刀尖强度、散热条件等， κr′不宜 太大，可取10°～15°。
精加工时，在工艺系统刚性较好、 不产生振动的条件 下 ， 考 虑 到 残 留 面 积 高 度 等 ， κr ′ 应 尽 量 的 小 ， 可 取 5°～10°。
b
κ r 0
图
修光刃
切断刀、锯片等，因受结构、强度限制，并考虑到重磨后刃
据工件材料：硬度、强度大的，如冷硬铸铁、淬火钢等， 为减轻单位切削刃上的负荷， 改善刀头散热条件，提高刀 具耐用度， 在工艺系统刚性较好时， 宜取小的 κr 。 κr ＝10 ° ～30 °
刀具角度的功用与选择
(1 )根据工件材料选择前角。
加工塑tt 材料 时，特别是硬化严重的材料(如不锈钢等)，为了 减小切削变形和刀具磨损，应选用较大的前角； 加工脆性材料时，由于产生的切屑为崩碎切屑， 切削变形小，因此增大前角的意义不大，而这时 刀屑间的作用力集中在切削刃附近，为保证切削 刃具具有足够的强度，应采用较小的前角。
工件强度和硬度低时，切削力不大，为使切 削刃锋利，可选用较大的甚至很大的前角。
工件 材料强度咼时，应选用较小的前角；加工 特别硬 的工件材料(如淬火钢)时,应选用很小的前角, 甚至选用负前角。
因为工件的强度、硬度愈高， 产生的切削力愈大，切削热愈多，为了使刃具有 足够的强度和散热，防止崩刃和磨损，应选用较 小的前角。
(2)根据刀具材料选择前角。
刀具材料的抗 弯强度和冲击韧性较低时应选较小的前角。
通常 硬质合金车刀的前角在・5°〜+20。
，高速钢刀具 比硬质合金刀具的合理前角约大5。
〜10。
，而陶 瓷刀具的前角一般取・5。
〜・15 (3 )根据加工性质选择前角。
粗加工时，特别 是断续切削或加工有硬皮的铸、锻件时，不仅切 削力大，切削热多，而且承受冲击载何，为保证 切削刃有足够的强度和散热面积，应适当减小前 角。
精加工时，为使切削刃锋利、减小切削变形 和获得较咼的表面质量，前角应取得较大一些。
数控机床、自动机床和自动线用刀具，为保 证刀具工作的稳定，性，使其不易发生崩刃和破 损，一般选用较小的前角。
角度功用 选择原则 减小后刀面与工件的摩擦和 后刀面的磨损，其大小对刀具耐用 度和加工表面质量都有很大影响。
后角《0刀具磨损减 少，也减小了刀具刃口的钝圆弧半 径，提咼了刃口锋利程度，易于切 下薄切屑，从而可减小表面粗糙 前角%影响切削变形和切削力的大 小、刀具耐用度和加工表面的质 量。
增大前角能使刀刃变得锋利， 使切削更为轻快，可以减小切削变 形和摩擦，从而减小切削力和切削 功率，切削热也少，力口工表面质 量咼。
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°。
车刀角度的选择
车刀角度的选择一，车刀的安装位置对车刀角度的影响。
，车刀装得高于或低于中心时对车刀角度的影响。
1.当刀尖对准工件中心安装时前角与后角不变。
2.当刀尖装得高于工件中心时，前角增大，后角减小。
3.当刀尖装得低于工件中心时，前角减小，后角增大。
车内孔时，刀尖的三种安装位置，除当刀尖对准工件中心安装时车刀前角后角不变，其余两种情况，对车刀前角的影响，均与车外圆时相反。
，车刀装得歪斜对车刀角度的影响，车刀装的偏斜会使车刀的主偏角和副偏角发生变化经。
1.当刀杆装的与工件垂直时，主偏角与副偏角不改变。
2.当刀杆装的向右歪斜时，则主偏角增大，副偏角减小。
3.当刀杆装的向左歪斜时，则主偏角减小，副偏角增大。
车削圆锥时，刀杆装的与工件圆锥母线垂直，否则主偏角也会发生变化，影响加工质量。
螺纹车刀如果装得不正，就会引起螺纹牙型半角误差。
切断刀如果装得不正，就会使切断面凹凸不平，甚至断刀。
精车刀装得不正会影响工件的表面粗糙度。
，进给运动对车刀角度的影响，车削时除工件做旋转运动外，车刀还必须做直线运动，这两个运动合成螺旋运动。
在横向车削时，车刀按一定大小的走刀量进给，刀尖在工件的端面上的运动轨迹是阿基米德螺旋线，刀具愈近工件中心或走刀量愈大时，螺旋线愈倾斜，跟螺旋线始终相切的切削平面位置也随之变化，车刀工作时的实际后角减小，前角增大。
在纵向车削时，由于车刀刀尖在工件上的运动轨迹是一条螺旋线，跟螺旋线相切的切削平面位置也随之倾斜，所以也影响刀具的实际工件角度，因此车刀工件时的实际工件角度：Γ0i=τ0+ττ式中τ——螺旋角f——进给量，mm/rD——工件直径mm.一般车削时,走刀量较小,由于进给运动所引起的τ值可以忽略不计,但当车削大螺距螺纹时或多头螺纹时, τ值较大,在刃磨刀具时应考虑,它对工件角度的影响.二，刀具切削部分的几何参数的选择。
1，前角的选择1.前角的作用。
1，加大前角，刀具锋利，减少切屑变形，降低切削力，和切削热，但前角过大影响刀具的强度。
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。
刀具角度
第一章金属切削加工的基础知识第二节金属切削刀具1.2.1 刀具切削部分的基本定*刀具结构及其几何形状刀具分类：按工种：车刀、铣刀、刨刀、滚刀等按功能：车刀、切断刀、螺纹刀、偏刀、尖刀、镗孔刀、成形刀等刀具的形式：整体式、焊接式、机械安装式（压板压紧）切削部分在金属切削加工中,刀具虽然种类繁多,形状各不相间,但它们切削部分的几何形状与要素总是以普通外圆车刀切削部分的几何形状为基本形态。
无论刀具结构如何复杂,都是由普通外圆车刀切削部分演变或组合而成的。
（1）前刀面(Aγ),直接作用于被切金属层,并控制切屑经过时流出方向的刃面,简称前面。
（2）主后刀面(Aα)同工件的加工表面相互作用和相对着的刀面,简称后面,（3）副后刀面(Aα′)同工件已加工表面相互作用和相对着的刀面,简称副后面,（4）主切削刃(S) 前刀面与主后刀面的交线,简称主刃。
它担负着主要切削工作。
（5）副切削刃(S′) 前刀面与副后刀面的交线,简称副刃。
它配合主刃完成切削工作,并最终形成已加工表面。
（6）刀尖主切削刃与副切削刃的联接部位,或者是切削刃(刃段)之间转折的尖角过渡部分。
它是切削负荷最重、条件最恶劣的地方。
为了增加刀尖的强度与耐磨性,多数刀具都在刀尖处磨出直线或圆孤形过渡刃。
*刀具的静止参考系（ Pr — Ps — Po 系—正交平面参照系）（1）静止参照系的假设条件：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；刀杆方向与进给方向垂直。
（2）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。
基面 Pr ：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直的平面。
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。
辅助平面*刀具标角度的定义：刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标注的刀具角度。
（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度）1. 刀具标注前角γ0：在正交平面内测量的，前刀面与基面的夹角。
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刀具几何角度的作用及选择原则
答:
1就是前角; 2就是后角; 3就是副偏角; 4就是刀尖角;
5就是主偏角; 6就是副后角; 7就是副前角; 8就是刃倾角
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,切削力与切削温度可减低,可抑制或消除积屑瘤,但前角过大,刀尖强度降低;
选择原则:
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与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,影响刀具强度与散热面积。
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)被加工工件与刀具钢性差时,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
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°。
名称:主偏角
作用:
(1)改变主偏角的大小可以调整径向切削分力与轴向切削分力之间的比例,主偏角增大时,径向切削分力减小,轴向切削分力增大;
(2)减小主偏角可减小削厚度与切削刃单位长度上的负荷;同时主切削刃工作长度与刀尖角增大,刀具的散热得到改善,但主偏角过小会使径向切削分力增加,容易引起振动。
选择原则:
(1)工件材料强度、硬度高时,应选择较小的主偏角;
(2)在工艺系统刚性允许的条件下,应尽可能采用较小的主偏角,以提高刀具的寿命;
(3)在切削过程中,刀具需要作中间切入时,应取较大的主偏角;
(4)主偏角的大小还应与工件的形状相适应(如车阶梯轴,铣直角台阶等);
(5)采用小主偏角时应考虑到切削刃有效长度就是否足够。
名称:副偏角
作用:
（1）减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦;
（2）影响工件表面粗糙度、刀具散热面积与刀具寿命。
（3）选择原则:
(1)工件或刀具钢性较差时,应取较大的副偏角
(2)精加工刀具应取较小的或零度副偏角,以增加副切削刃对工件已加工表面的修光作用;
(3)在切削过程中需要作用中间切入或双向进给的刀具,应取较大的副偏角;
(4)切断、切糟及孔加工刀具的副偏角应取较小值,以保证重磨后刀具尺寸变化量较小。
名称:刃倾角
作用:
(1)可以控制切屑流出方向;
(2)适当的刃倾角,可使切削刃逐渐切入与切出工伯,使切削力均匀,切削过程平衡;
(3)负值的刃倾角可提高刀尖的抗冲击能力,但过大的负刃倾角会使径向切削力显著增加。
选择原则:
(1)精加工时刃倾角应取正值,使切屑流向待向工表面,以免划伤已加工表面;
(2)冲击负荷较大的断续切削,应取较大负值的刃倾角,以保护刀尖,提高切削平稳性,此时可配合采用较大的前角,以免径向切削力过大;
(3)加工高硬度材料时,可取负值倾角,以提高刀具强度;
(4)微量切削的精加工刀具可取特别大的刃倾角;
(5)孔加工刀具(如镗刀、铰刀)的刃倾角方向,应根据孔的性质决定。
加工通孔时,应取正值刃倾角,使切屑由孔的前方排出,以免划伤孔壁;加工盲孔时,应取负值刃倾角,使切屑向后排出。
思考题:
传统切削与高速切削在对刀具的磨损上有何主要区别,各自的表现形式及原因。
答案:在传统切削中,刀具的磨损形式主要就是后刀面与侧面沟槽磨损,就是由于工件被加工表面与刀具的后刀面产生摩擦而导致的磨损;
在高速切削中,刀具的磨损形式主要就是前刀面磨损(月牙洼磨损),就是由于在高速切削时切削速度的加快导致切削温度的上升,切屑与刀具的前刀面产生的热应力与化学反应,导致热扩散磨损与化学磨损。