刀具主要几何角度与选择
刀具角度选择
4）大件精加工时，为避免在加工同一表面时中途换刀，耐用度应规定得高一些，至少应该完成一次走刀。
5)生产线上的刀具耐用度应规定为一个班或二个班，以便能在换班时换刀。
（3）刀具角度的换算：制造或刃磨刀具时常需在不同坐标平面间进行刀具角度换算。各坐标平面间刀具角度的换算关系见表2-3
表2-3刀具角度的换算关系
刀具的几何角度
图2-1 车刀切削部分的结构要素
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。图2-1所示是外圆车刀的切削部分，其结构要素及其定义如下：
实际确定刀具耐用度时通常应考虑如下因素：
1)对于制造、刃磨比较简单，成本不高的刀具，例如车刀、钻头等，耐用度可定低一点，反之则耐用度应选高一点，如铣刀、拉刀及齿轮刀具。
2）对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，耐用度应取得高一些。机夹可转位车到和陶瓷刀具，其换刀时间短，耐用度可选得低些。
后角ao
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。
幅偏角
较小的幅偏角可以减小工件已加工表面的粗糙度值，增加刀头散热体积，但过小的幅偏角会加剧幅后刀面与工件已加工表面的摩擦，也易引起振动。
在工艺系统刚性较高、不引起振动的条件下，幅偏角宜取小值。精车时，一般取k′r=5°~10°，粗车时取k′r=10°~15°。对切断刀及切槽刀，取k′r=1°~3°。精加工刀具必要时可磨出一段k′r=0的修光刃
浅谈如何选择刀具的几何角度
金属切削刀具是切削加工中的重要工具，也是切削加工中影响生产率、加工质量与成本的最活跃的因素。
刀具角度是确定刀头几何形状与切削性能的重要参数，是各类刀具设计、选择、使用、刃磨的基础。
全面掌握刀具的角度，对提高生产率、保证加工质量、降低生产成本起着决定性的作用。
一、了解刀具的组成刀具可分为夹持部分和切削部分，刀具切削部分（以车刀为例）号称“三面两刃一尖”，即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖。
前刀面Ａγ：切屑流出的表面。
主后刀面Ａα：切削时刀具上与工件过渡表面相对的表面。
Ｃ、副后刀面Ａ′α：切削时刀具上与工件已加工表面相对的表面。
主切削刃Ｓ：前刀面与主后刀面的交线，切削时起主要切削作用。
副切削刃Ｓ′：前刀面与副后刀面的交线，切削时起辅助作用。
刀尖：指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，分为修圆刀尖和倒角刀尖。
二、识别刀具角度的几个辅助平面用于定义和规定刀具角度的各辅助基准坐标平面，只是假定参考，事实上看不见，摸不着。
其中包括：切削平面Ｐｓ ——通过切削刃上一点，并与加工表面相切的平面；基面Ｐｒ ——过主切削刃选定点，并与该点的切削速度方面垂直的平面；主截面Ｐｏ ——过主切削刃选定点与基面，主切削平面两两垂直的平面。
三、认识刀具的几何角度1.前角（γo）——刀具前刀面与基面的夹角，在主截面内测量前角的大小决定了刀具的锋利程度，前角越大，刀具越锋利。
前角大，切削层的塑性变形小，刀具和切屑摩擦阻力小，切削力和切削热可降低；但前角过大，会使切削刃和刀头强度降低，散热条件恶化，刀具寿命下降；有时为了增加刀具强度、断屑，常采用较小前角。
2.主后角（αo）——主后刀面与切削平面之间的夹角，简称后角后角的大小决定了刀刃的强度，并配合前角改变切削刃的锋利程度。
增加后角，可以减少刀具的后刀面或副后刀面与工件之间的摩擦，但后角过大，会减弱切削刃强度，并恶化散热条件，使刀具寿命下降。
3.副后角（α＇o）——副后刀面与副切削平面的夹角它在副截面上测量产生，其作用与主后面相似（注：副截面是指κ垂直于副切削刃且垂直于基面的平面）。
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。
刀具合理几何参数的选择
04
加工精度与表面质量保障 措施
加工精度影响因素剖析
机床精度
机床本身的制造精度、刚度、热稳定性等都 会直接影响加工精度。
刀具磨损
刀具在切削过程中会逐渐磨损，导致加工尺 寸和形状精度下降。
切削参数
切削速度、进给量、切削深度等参数的选择 不合理会导致加工精度降低。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对加工精 度也有一定影响。
主偏角优化
主偏角的大小会影响切削分力和径向力的大小，进而影响 加工精度和表面质量。需要根据具体加工要求选择合适的 主偏角。
刃倾角优化
刃倾角可以影响切屑的流向和切削刃的受力情况，通过调 整刃倾角可以改善切屑的排出效果和切削刃的受力状况， 提高加工精度和表面质量。
05
生产效率与经济效益提升 途径
生产效率现状分析
合理选择刀具材料
根据工件材料和加工要求选择适合的 刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶 瓷等。
优化刀具几何参数
通过调整前角、后角、主偏角等参数， 降低切削力、切削热，提高刀具耐用 度。
采用涂层技术
在刀具表面涂覆一层或多层硬质薄膜， 提高刀具的硬度、耐磨性和耐热性。
控制切削用量
合理选择切削速度、进给量和背吃刀 量，避免过大的切削力导致刀具快速 磨损。
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刀具合理几何参数的选择
目录
• 刀具几何参数概述 • 切削力与切削热分析 • 刀具磨损与耐用度评估 • 加工精度与表面质量保障措施 • 生产效率与经济效益提升途径 • 总结与展望
01
刀具几何参数概述
定义与分类
刀具几何参数定义
描述刀具形状和尺寸的各参数， 包括切削刃形状、前角、后角、 主偏角、副偏角等。
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。
刀具角度选用原则
刀具几何角度的作用及选择原则之蔡仲巾千创作答：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概况和已加工概况之间的摩擦。
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，以免重磨后刀具尺寸变更太大；（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别；（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，不克不及太大，但要包管侧刃后角不小于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和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。
解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响
在车削加工中，车刀的主要几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
在本文中，我将从深度和广度上对车刀的几何角度进行全面评估，并探讨它们对车削加工的影响。
1. 切削角：切削角是指车刀切削刃上的主切削刃与前方切削方向的夹角。
切削角的大小直接影响着切屑的形成和流动。
当切削角较大时，切削力减小，但切削刃容易磨损；当切削角较小时，切削力增大，但切削刃磨损减小。
选择适当的切削角对于保证加工质量和提高加工效率至关重要。
2. 后角：后角是指车刀主切削刃与切削方向之间的夹角。
后角的大小影响着车刀的进给力和阻力。
当后角增大时，进给力增大，加工效率提高；但阻力也会增大，对车刀和工件的刚性要求也会增加。
合理选择后角是为了在保证加工效率的尽可能减小刀具和工件的损耗。
3. 主偏角：主偏角是指车刀主切削刃与工件表面的夹角。
主偏角的大小直接影响着工件的表面质量和加工精度。
一般来说，主偏角越小，加工表面的质量越好，但车刀的刚度和稳定性要求也越高。
在实际应用中需要根据工件的要求和加工条件选择合适的主偏角。
4. 副偏角：副偏角是指车刀副切削刃与工件表面的夹角。
副偏角的大小影响着切削刃与工件的接触面积和切削力的大小。
合理选择副偏角可以有效减小切削力，提高车削加工的效率和质量。
车刀的几何角度对车削加工有着重要的影响，其合理选择可以有效提高加工效率和加工质量。
在实际应用中，需要根据具体的加工要求和工件材料来选择合适的几何角度，以达到最佳的加工效果。
个人观点和理解：车刀的几何角度是车削加工中的关键参数，合理选择和调整这些角度对于提高加工质量和效率至关重要。
在实际应用中，需要综合考虑工件材料、加工条件和车刀性能等因素，进行合理的选择和调整，以达到最佳的加工效果。
以上是对“解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响”的文章撰写，希望能帮助你更深入地理解这一主题。
在车削加工中，车刀的几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
除了切削角、后角、主偏角和副偏角外，还有其他几何角度也对车削加工起着重要作用，比如前角、刀尖半径等。
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。
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。
第五章切削用量及刀具几何角度的选择机械制造技术A
tg0e tgn cos s
结论：(表5-10） s
oe
s
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实际切削刃钝圆半径：
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二、刃倾角的作用及其选择
刃倾角的作用：
⑴影响切屑的流出方向； ⑵影响实际切削前角和切削刃的锋利性；
s
oe
rne rn cos s
⑶影响刀尖强度和刀尖散热条件；
n —— 指数， 2.5 ~ 5； p —— 指数， 1.2 ~ 1.8； q —— 指数， 0.6 ~ 0.8；
可见v 的影响最显著；f 次之；ap 影响最小 。 选择顺序：先选大的切削深度，然后选大的进给量，最后 按耐用度标准选取合理的切削速度。
3.切削用量对切削加工生产率的影响
切削机动时间：
二、选取切削用量的原则 1.切削深度ap的选取原则
切削深度应尽可能大，尽量减少走刀次数。
2.进给量f 的选取原则 ⑴粗加工时，在工艺系统刚度和强度允许时，尽量选 较大值； ⑵精加工、半精加工一般选较小值。
3.切削速度v 的选取原则 （1）粗加工时，应选较低的切削速度，精加工时选择 较高的切削速度； （2）加工材料强度硬度较高时，选较低的切削速度，
②进给量ｆ的影响：
ｆ增大时,切削力和表面残留面积增加,使工件表面粗糙度增高,使 工件精度下降；
③切削速度v的影响：
v增加时，切削变形和切削力减小，且当速度到一定值时，积
屑瘤消失，有利于减低表面粗糙度的数值。
2.切削用量对刀具耐用度的影响
刀具耐用度与切削用量的关系
实验公式：
t
vn
Ct fp
a
q p
用硬质合金刀具切削碳钢时有：
5.6 切削用量的选择
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。
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°。