刀具主要几何角度及选择
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。
第五章 切削用量及刀具几何角度的选择(机械制造技术A)
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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
刀具合理几何参数的选择
2. 选择原则 刀具合理前角主要取决与刀具材料和工件材料的性能，
即： (1)刀具材料的抗弯强度及冲击韧度较高时，可选择较 大前角。(图10.2) (2)工件材料的强度或硬度较大时，选用较小前角，以 保证刀具刃口强度；反之，选用加大前角。 加工塑性较大材料时，应选加大前角；加工脆性材料 (如铸铁、青铜)时，宜选较小前角。（图10.3）
eg：车阶梯轴时，主偏角必须为90°（表10.3）
3. 副偏角的选择
主要功用是形成已加工表面，因此应首先考虑以 加工表 面要求，综合考虑刀尖强度，散热与振动等。
合理主偏角选用原则如下：
1)工艺系统刚度好，不产生振动的条件下，应选用较小 主偏角，以减小已加工表面粗糙度值。 2)精加工时，副偏角比粗加工选的小些；必要时，磨出 一段副偏角为0°的修光刃，用来进行大走刀的光整加工。 （图10.10） 修光刃长度应略大于进给量f，一般取bε =(1.2～1.5)f
是指在保证加工质量前提下，能使刀具使用寿命最长、 生产效率提高或生产成本降低的刀具几何参数。 一般原则：
1.要考虑工件材料、刀具材料及刀具类型等 2.要考虑刀具各几何参数间的相互联系 3.要考虑具体加工条件 4.要考虑刀具锋利性与强度的关系
10.2 刀具合理几何角度及其选择
10.2.1 前角
1. 前角的功用
④根据工件材料来选取
加工高硬度工件材料时，宜取负刃倾角。
合理主偏角应根据工艺系统刚度、兼顾工件材料硬度 和工件形状等要求来选择。 1)工艺系统刚度足够时，应选用较小主偏角，以提高 刀具使用寿命和加工表面质量；系统刚度较差时，选择较 大主偏角，以减小背向力。
2)加工很硬的工件材料时，宜取较小主偏角，以减轻 单位长度切削刃负荷，改善刀尖散热条件，提高刀具使用 寿命。 3)应综合考虑工件形状和具体条件。
刀主要角度
1.车刀分:外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、螺纹车刀。
2.车刀的角度有：前角、后角、副后角、刃倾角、主偏角、副偏角。
(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κr: 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。
其作用是影响已加工表面的粗糙度，减小副偏角可使被加工表面光洁。
选择原则是：精加工时，为提高已加工表面的质量，应选取较小的值，一般为5到10°。
（5）刃倾角λs :主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。
主要作用是影响切屑流动方向和刀尖的强度。
以刀柄底面为基准，主切削刃与刀柄底面平行时，λs =0，切屑沿垂直于主切削刃的方向流出。
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°。
陶瓷刀具的脆性更大，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°范围)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。
第10章 刀具合理几何参数的选择
1.前角的主要功用 (1)影响切削区域的变形程度：若增大刀 具前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑 性变形，减小切屑流经前刀面的摩擦阻力， 从而减小了切削力、切削热和功率。前角γ。 对三个切削分力的影响，当前角增大时， Fc、Fp、Ff力均显著减小，这是增大前角 的有利方面。
(2)影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散 热条件：增大刀具前角，会使切削刃与刀头 的强度降低，刀头的导热面积和容热体积减 小；过份加大前角，有可能导致切削刃处出 现弯曲应力，造成崩刃。这些都是增大前角 的不利方面。
3.合理前角的选择原则 (1)工件材料的强度、硬度低，可以取较大 的甚至很大的前角；工件材料强度、硬度高， 应取较小的前角；加工特别硬的工件(如淬硬 钢)时，前角很小甚至取负值。 (2)加工塑性材料时，尤其是冷加工硬化严重 的材料，应取较大的前角；加工脆性材料时， 可取较小的前角。
(3)粗加工，特别是断续切削，承受冲击性 载荷，或对有硬皮的铸锻件粗切时，为保 证刀具有足够的强度，应适当减小前角； 但在采取某些强化切削刃及刀尖的措施之 后，也可增大前角至合理的数值。 (4)成形刀具和前角影响刀刃形状的其它刀 具，为防止刃形畸变，常取较小的前角， 甚至取γ。＝0，但这些刀具的切削条件不 好，应在保证切削刃成形精度的前提下， 设法增大前角，例如有增大前角的螺纹车 刀和齿轮滚刀等。
不及散逸，结果还会使切削温度上升。可见， 在一定的条件下，前角有一个合理的数值。 图10.2为刀具前角对使用寿命影响的示意曲 线。可见前角太大、太小都会使刀具使用寿 命显著降低。对于不同的刀具材料，各有其 对应着刀具最大使用寿命的前角，称为合理 前角γopt。显然，由于硬质合金的抗弯强度 较低，抗冲击韧性差，其γopt也就小于高速 钢刀具的γopt。
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。
刀具的几何形状及主要角度
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
刀具角度及其选择
③刀具材料：高速钢前角大抗弯强度大耐冲击；
我想想？
硬质合金前角小抗弯强度小不耐冲击
•前角归纳为： 尽量大
工件材料 合理前角
工件材料 合理前角
粗车
精车
粗车
精车
低碳钢 20 ～ 25° 25～30° 灰铸铁 5～10° 10～15°
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°
后角：减少车刀后面与工件 之间的摩擦。
精加工：防止摩擦选较大的角
①加工精度 粗加工：增加刀头的强度选较 小的后角
②加工材料
10°～30° 45°
70°～75°
副偏角k′r
5°～10° 45°
10°～15°
工艺系统钢性差，车台阶轴、细长轴
80°～93°
6°～10°
切断、车槽
≥90°
1°～3°
刃倾角：可以控制切屑排出方向 和增加刀头强度。
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）
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。，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。
知识回顾：
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。
车刀的几何角度及切削参数
4．刀尖形状的选择 刀尖概念：主切削刃与副切削刃连接的地方 刀尖是刀具强度和散热条件都很差的地方。切 削过程中，刀尖切削温度较高，非常容易磨损， 因此增强刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖对 已加工表面粗糙度有很大影响。
Hale Waihona Puke (a)倒角刃(b)圆弧刃
(c)修光刃
1、工件材料强度或硬度较高时，为加强切 削刃，一般采用较小后角。 2、对于塑性较大材料，已加工表面易产生 加工硬化时，后刀面摩擦对刀具磨损和加 工表面质量影响较大时，一般取较大后角。
在一定切削条件下的基本选择方法
1．前角和前刀面形状的选择 2．后角及形状的选择 3．主偏角、副偏角的选择
：
4．刀尖形状的选择 5．刃倾角的选择
1．前角和前刀面形状的选择
（1）
前角的选择： 在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋 利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用 度。 刀具前角的合理选择，主要由刀具材 料和工件材料的种类与性质决定。
B、主偏角κr的增大或减小对切削加工不利的一面 主偏角的减小也会产生不良影响。因为根据切削 力分析可以得知，主偏角κr减小，将使背向力Fp 增大，从而使切削时产生的挠度增大，降低加工 精度。同时背向力的增大将引起振动。 因此主偏角的减小对刀具耐用度和加工精度产生 不利影响。
②、工艺系统刚性较差时 （工件长径比lw/dw = 612） ，或带有冲击性的切削，主偏角κr可以取大 值，一般κr＝60o～75o，甚至主偏角κr可以大于 90o，以避免加工时振动。 硬质合金刀具车刀的主偏角多为60o～75o 。 ③、根据工件加工要求选择。 当车阶梯轴时， κr ＝90o；同一把刀具加工外圆、 端面和倒角时， κr ＝45o。
《机械制造基础》——刀具几何参数的选择
（二）、主偏角的选择原则
1、根据工艺系统刚性选择 工艺系统刚性足够时，选较小的主偏角，使切削厚度减 少，切削宽度增加，从而使单位长度切削刃所承受的载荷 减轻，散热条件改善，可使刀具使用寿命提高。 工艺系统刚性不足时，应选较大的主偏角，以减小径向 力。 一般取kr=60°～75°，车细长轴时，常取kr≥90°
若减小前角，可以增大切屑的变形，使之易于脆化断裂。
（二）、 前角的选择原则
在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋利，同时 也要兼顾刀刃的强度与耐用度。 刀具前角的合理选择，主要由刀具材料和工件材 料的种类与性质以及加工要求决定。
1、工件材料 加工钢件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时和前 刀面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦， 一般采用选择大的前角。
精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变形与表
面粗糙度。 总之，前角选择方法为（课后作业）：
（1）材料强度、硬度较低时，γo宜大；塑性材料γo 宜大；脆性材料γo宜小； （2）刀具强度和韧性好时γo宜大； （3）粗加工、断续切削、加工铸锻件，γo宜小。
硬质合金车刀合理前角参考值
合理前角（度）
工件材料
获得较小的表面粗糙度值。 修光刃主要用于精加工，用 带有修光刃的车刀切削时， 背向力很大，因此要求工艺
系统要有较好的刚性。
五、刃倾角的选择
（一）刃倾角的功用
1、控制切屑的流向（作业） 切屑向床头方向流出， 影响工人操作；
切屑向尾座方向流出， 影响已加工表面；
切屑沿垂直切削刃的方向流出。
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2、控制切削刃切入时，首先与工件接触的位臵；
问
题 ？
1、强度和韧性大的刀具材料选择大的还是小的前角， 而脆性大的刀具又如何选择？ 强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角，而 脆性大的刀具选择较小的前角甚至取负的前角。 2、加工塑性材料时，一般选择大的还是小的前角？ 加工钢件等塑性材料时，一般采用选择大的前角。 3、加工脆性材料时，刀具前角相对塑性材料如何选 择？ 加工脆性材料时，因此刀具前角相对塑性材料取 得小些或取负值，以提高刀刃的强度。 4、粗加工和精加工时刀具的前角有何区别？ 粗加工时，一般取较小的前角；精加工时，宜取 较大的前角，以减小工件变形与表面粗糙度。
车刀的主要角度
二、车刀的角度
1、前角：前刀面与基面之间的夹角 2、后角：后刀面与切削平面之间的夹角 3、楔角：前刀面与后刀面之间的夹角 三个角之和为90度
二、车刀的角度
4、主偏角：主切削刃在基面内的投影与进给方向之间 的夹角
5、副偏角：主切削刃在基面内的投影与进给方 向之间的夹角 6、刀尖角：主切削与副切削刃在基面内的投影 之间的夹角
二、车刀几何角度的选择
（3）前角的选择：
选择原则：在刀具强度允许的条件下，尽量选较大的前角， 具体选择时根据工件的材料、刀具材料、加工性质等因素 选择。 ①加工脆性材料或硬度较高的材料时应选较小的前角， 反之，选较大的前角 ②高速钢车刀的前角一般应大于硬质合金车刀的前角。 ③精加工时选择较大的前角，反之选较小的前角。
三个角之和为180度
7、刃倾角：主切削刃与基面之间的夹角
二、车刀几何角度的选择
1、前角的选择： （1）前角的作用：
①影响车刀的锋利程序、切削力的大小与切削变形的大小。 ②影响车刀强度、受力情况和散热条件。
③影响加工表面质量。前角增大，刃口锋利，摩擦力小， 提高表面质量。 （2）前角正负的规定：我们要磨成正前角，刀尖高一点
2、后角的选择：
（1）后角的作用： ①减小后刀面与过渡表面之间的摩擦。 ②增大后角可使车刀刃口锋利。 （2）后角的正负的规定： 我们要磨成正后角，刀尖朝外面倾斜 （3）后角的选择： ①粗车时：选择较小的前角。
②精车时：选择较大的前角。
2、后角的选择：
③断续切削时或切削力较大时选取较大的前角。
3、主偏角与副偏角的选择：
（1）主偏角的作用：影响车刀的散热条件、断效果。
（2）主偏角的选择 ①刚性较差时选较大的主偏角。硬度高的工件选较小的 主偏角 ②刚性较差时选较大的主偏角。
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。
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。
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刀具主要几何角度及选择
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。
(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。
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
图3 测量车刀的辅助平面
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3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P r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 车刀的主要角度
(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。
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。
２）后角在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。
后角不能为零度或负值，
一般在6°～12°之间选取。
后角选择的原则：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。
3）主偏角在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。
主偏角一般在30°～
90°之间选取。
主偏角的选用原则：首先考虑车床、夹具和刀具组成的车工工艺系统的刚性，如车工工艺系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命和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 °。
图5 刃倾角的符号
４）副偏角在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。
副
偏角一般为正值。
副偏角的选择原则：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，粗加工时，副偏角可取10°～15°，粗加工时，副偏角可取5°
左右。
５）刃倾角λs在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。
当主切削刃呈水平时，λs =0°；刀尖为主切刃上最高点时，λs＞0°；刀尖为主切削刃上最低点时，λs＜0°（如图5所示）。
刃倾角一般在-10°～5°之间选取。
刃倾角的选择原则：主要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大，λs≥0°，精加工时，
工件对车刀冲击力小，λs≤0°，一般取λs =0°。