《机械制造基础》——刀具的组成及其主要角度
《机械制造基础》扩招班第二次作业
《机械制造基础》扩招班第二次作业1. 机床类别代号“B”表示( )机床。
[单选题] *A.刨插床(正确答案)B.半自动机床C.电加工机床2. 车削盘套及短轴类工件时常用的机床附件是( ) [单选题] *A.三爪自定心卡盘(正确答案)B.四爪单动卡盘C.顶尖及鸡心夹头3. 在CA6140车床上用来安装钻头、铰刀等的部件为( ) C [单选题] *A、主轴B、刀架C、尾座(正确答案)D、床身4. 中心架或跟刀架的主要作用是( ) [单选题] *A. 增强工件的强度B. 增强刀具的刚性C. 增强刀具的强度D. 增强工件的刚性(正确答案)5. 安装工件时不需要找正的附件是( )。
[单选题] *A.三爪卡盘和花盘B.三爪卡盘和顶尖(正确答案)C.四爪卡盘和花盘D.四爪卡盘和顶尖6. 用车削方法加工端面，主要适用于( ) [单选题] *A.轴、套、盘、环类零件的端面(正确答案)B.窄长的平面C.大平面D.沟槽面7. 卧式车床上车削工件端面时，刀尖高度应( )工件中心。
[单选题] *A.高于B.等于(正确答案)C.低于D.以上都可以8. 车削长而小的轴的圆锥面，常采用的方法是( )。
[单选题] *A.转动小滑板法B.偏移尾架法(正确答案)C.靠模法D.宽刃法9. 大批量加工齿轮内孔的键槽，宜采用( )。
[单选题] *刨削加工键槽拉削加工键槽(正确答案)插削加工键槽10. ( )是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工。
[单选题] *车削加工磨削加工(正确答案)光整加工11. 车削螺纹时，必须保证主轴每转一转，刀具准确地移动被加工螺纹的一个( )。
[单选题] *走刀量螺距(正确答案)导程12. 车削时，主运动是 ( ) 。
[单选题] *工件的回转运动(正确答案)工件的直线运动刀具的回转运动刀具的直线运动13. 牛头刨床的主运动为（） [单选题] *A.刨刀的垂直（或斜向）移动B.工作台的横向移动C.滑枕带动刀架（刨刀）的直线往复运动(正确答案)D.电动机的回转运动14. 刨削加工时，刨刀对工件的切削是（） [单选题] *A.连续的B.间歇的C.不连续的，且有冲击(正确答案)15. 单件小批量孔内单键槽零件多采用加工（） [单选题] *A.牛头刨床B.龙门刨床C.插床(正确答案)D.拉床16. 灰铸铁中碳主要以（）石墨形式存在 [单选题] *A．片状(正确答案)B.团絮状C.球状D.蠕虫状17. 钢按质量分类，实质上是根据（）来划分的。
天津理工大学机械制造基础1.1.1 (1)
③切削层公称横截面积AD
在切削层参数平 面内度量的横截 面积。
AD＝hDbD=apf
上述公式中可看出 hD、bD均与主偏角有 关，但切削层公称横截面积AD只与hD、bD 或f、ap有关。
图2－3 车削时的切削层尺寸
直角切削
三、刀具材料
金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何 参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削 性能。
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、横向进给运动对工作前、后角的影响
oe
o
oe
o
arctan v f vc arctan f d 切
2、轴向进给运动对工作前、后角的影响
轴向进给车外圆时，合成切削运动产生的加工轨迹 是阿基米德螺旋线，从而使工作前角γoe增大、工作后 角αoe 减小(图2-10) 。
切屑, 从而形成具有所需几 何特性的已加工表面。
进给运动可由刀具完
成(如车削)，也可由工件完 成(如铣削)，可以是间歇的 （如刨削）, 也可以是连续 的（如车削）。
切削刃上选定 点相对于工件 的进给运动的 瞬时速度。
切削刃上选定 点相对于工件 的瞬时进给方 向。
（3）合成切削运动主运动和进ຫໍສະໝຸດ 运动 合成的运动称为合 成切削运动。
刀具切削性能的优劣，不仅取决于刀具切削 部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配 的刀具材料。
金属切削过程中的加工质量、加工效率、加 工成本，在很大程度上取决于刀具材料的合理选 择。因此，材料、结构和几何形状是构成刀具切 削性能评估的三要素。
1. 刀具材料应具备的性能
（1）高的硬度
4.4.2刀具结构、角度和材料解析
第四部分 机械制造工艺
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4.4.2 刀具结构、角度和材料
1.刀具的分类
可以按照不同的特征标志分类 按工种：车刀、铣刀、刨刀、滚刀等。 按功能：外圆车刀、切断刀、螺纹刀、偏刀、尖 成形刀等。 刀、镗孔刀、
按照用途和加工方法分类
按刀具材料分类
……
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2.刀具切削部分结构和刀具角度
刃倾角的标注
主运动
切削平面
进给运动 正交平面 向
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2.刀具切削部分结构和刀具角度
刃倾角的作用： ① 影响排屑方向： λS ＞0 ° 排向待加工表面 ； λS ＜0 ° 排向已加工表面； λS =0 ° 前刀面上卷曲
刀具的安装条件变化
通常情况下 v f vc 工作角与标注角近似相等。如普通车削、 镗孔、铣削等。 当 v f 较大或安装误差较大时必须考虑其影响。如：车螺纹等。
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2.刀具切削部分结构和刀具角度
刀具的工作角度 （1）进给对工作角度的影响 横向进给 纵向进给 工作前角增大，工作后角减小。
② 控制切削刃切入时首先与工件接触的位置 ③ 影响刀头的强度
④ 影响背向分力大小
刃倾角的选用： 精加工取λS ≥0 ° 粗加工取λS ＜0 ° 加工细长工件采用λS ＞0 ° 有冲击、切削高强度、冷硬钢时采用负前角。
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2.刀具切削部分结构和刀具角度
刀具的工作角度 又称刀具切削角度。它是刀具在实际切削条件下的角度。 刀具工作参考系（Pre—Pse—Poe） 工作参考系与静止参考系的差别： 进给速度不为零——合成切削速度为主运动与进给运动速度的合 成。
机械制造基础第十章金属切削加工基础知识
3、切削用量
2）进给量f(mm/r) 指(车)刀具相对于工件旋转一转,在进
给方向的位移量。单位为：mm/r或mm/str。
3、切削用量
3）背吃力量ap(mm) 指工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直
距离，单位为：mm。
aP＝
Dd 2
式中：d 为已加工表面的直径(mm)。
生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶
5、刀具结构
5、刀具结构
5、刀具结构
切削过程录像
四、金属切削过程
1、切屑形成及种类 1）切屑形成 塑性材料的切屑过程是一个：挤压变
形切离过程；经历了：弹性变形、塑性变形、挤 裂和切离四个阶段。 2）切屑的种类 ①带状切屑 ②节状切屑 ③崩碎切屑
2、积屑瘤
2、积屑瘤对切削过程的影响 优点： ①硬化刀刃保护刀具； ②增大前角γ利切削； ③粗加工时利用之。 不足：时积时流使工件表面粗糙；精加工时，予以限制。
2、切削运动 1）三个表面 在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，
即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。 （1）待加工表面 工件上即将切去切屑的表面。 （2）已加工表面 工件上已切去切屑的表面。 （3）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，
即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。
2、切削运动
4、车刀的几何角度及其作用
2）后角αo 指主后刀面与切削平面之间的夹角。 作用：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，一般后角值为6～8
度。 3）主偏角 γ 指主切削平面与假定工作平面间夹角。
作用：影响切削刃工作长度、背向力、刀尖强 度和散热条件；主偏差越小，背向力越大，切削 刃工作长度越大，散热条件越好。
《机械制造技术基础》作业2
作业1：P131 2－1、3、4、5、8、9作业2：P131-132 2－10、11、14、18、21作业3：P132 2－25、34、37作业4：P133-134 2－40、41、42、43、44、45第2章习题2—1 切削加工由哪些运动组成?它们各有什么作用?2—3 刀具正交平面参考系由哪些平面组成?它们是如何定义的?2—4 刀具的基本角度有哪些?它们是如何定义的?2—5 已知外圆（或端面）车刀切削部分的主要几何角度；试绘出构成外圆（或端面）车刀标注角度参考系的四个参考平面：Pr、Ps、Po、Pn。
局部视图及其相应的七个刀具角度：γo 、αo 、γn 、αn 、Kr 、Kr′、λS。
（各视图均按其投影规则布置）2—8 什么是硬质合金?常用的牌号有哪几大类?一般如何选用?2—9 刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用?如何选用合理的刀具切削角度?2—10 常用的车刀有哪几大类?各有何特点?2—11 什么是逆铣?什么是顺铣?各有什么特点?2—14 砂轮的特性主要由哪些因素所决定?一般如何选用砂轮?2—18 以简图分析进行下列加工时的成形方法，并标明机床上所需的运动。
（1）用成形车刀车外圆锥面；（2）在卧式车床上钻孔；（3）用丝锥攻螺纹；（4）用螺纹铣刀铣螺纹。
2—21 机床的传动链中为什么要设置换置机构?分析传动链一般有哪几个步骤?2—25 CA6140型车床主轴箱中有几个换向机构?能否取消其中一个?为什么?2—34 什么是组合机床?它与通用机床及一般专用机床有哪些主要区别?有什么优点? 2—37 数控机床是由哪些部分组成的?各有什么作用?2—40 试分析下列图示零件的基准：(1)题图2—2所示为齿轮的设计基准、装配基准及滚切齿形时的定位基准、测量基准。
(2)题图2—3所示为小轴零件图及在车床顶尖间加工小端外圆及台肩面2的工序图。
试分析台肩面2的设计基准、定位基准及测量基准。
2—41 试分析下列情况的定位基准：(1)浮动铰刀铰孔；(2)珩磨连杆大头孔；(3)浮动镗刀镗孔；(4)磨削床身导轨面；(5)无心磨外圆；(6)拉孔；(7)超精加工主轴轴颈。
《机械制造基础》——刀具的组成及其主要角度
二. 车刀的主要角度
刀
前角γＯ有正负，前角在基面之下为正，前
具 角在基面这上为负；
静
前角大，刃口锋利，切屑变小，切削力小，切削
止 轻快。但易产生崩刃。
角
平 面
度 参 考
系
及
其
坐
标
二. 车刀的主要角度
刀
具 4、后角αo
静
Po
止
角
平 面
度 参 考
在正交平面内 后刀面与切削 平面之间的夹 角。
系
及
其
坐
5
作业
P59 2.4 刀具正交平面参考系平面Pr、Po、Ps及其刀具 角度γo、αo、κr、λs如何定义？ 2.5 作图表示外圆车刀的几何角度γo、αo、κr、λs
刀头
刀
具 的
前刀面Aγ
组
成
刀尖
副切削刃S′
三面两刃一尖
副后刀面Aα′
主切削刃S 主后刀面Aα
刀 具 的 组 成
指出车刀的三面两刃一尖
前刀面Aγ
主后刀面Aα 副后刀面Aα′ 刀 具 的 组 成
刀尖
主切削刃S
副切削刃S′
一、刀具的组成
前刀面Aγ
刀面
后刀面Aα
副后刀面Aα′
刀
具 的 组
刀头
切削 部分
静 间的夹角。
止
标 平 面
角 度 参 考
在基面 内测量
系
及
其
坐
二. 车刀的主要角度
刀
具
静
止
角
平 面
度 参 考
系
及
其
坐
标
2、刃倾角λs 切削平面Ps中测量的主切削刃与基面间的夹角。
机械制造基础第二章金属切削原理与刀具
第一节 刀具的结构
一、切削运动
1.切削运动
刀具与工件间的相对运动称为切削运动 （即表面成形运动）
➢ 主 运 动：在机床上形成切削速度并消耗大部 分切削力的运动
➢ 进给运动：机床上维持切削加工过程连续不断 进行运动
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金属切削原理与刀具
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金属切削原理与刀具
其中：dw—工件待加工表面的直径，(mm) dm—工件已加工表面的直径，(mm) • 对于钻孔工作
ap
dm 2
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金属切削原理与刀具
(2).切削层参数
在切削过程中，工件每转一转或刀具每转一齿，刀 具主切削刃相邻两位置间的一层金属，称为切削层
• 切削层公称宽度aw： 沿过渡表面测量的切削层尺寸 aw反映了切削刃参加切削的工作长度 aw=ap/sinkr
金属切削原理与刀具
2.刀具角度的参考平面
• 正交平面参考系 • 切削平面：通过主切削刃上 某一点并与工件加工表面相切 的平面。 基面：通过主切削 刃上某一点并与该点切削速度 方向相垂直的平面。 正交平 面：通过主切削刃上某一点并 与主切削刃在基面上的投影相 垂直的平面
法平面参考系、背平面和假定工作平面参考系
➢ 刀具安装位置对工作角度的影响 • 车刀安装高度对工作角度的影响 • 车刀安装偏斜对工作角度的影响
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金属切削原理与刀具
不考虑进给运动，当刀尖安装得高于或低于工件 轴线时，将引起工作前角γoe和工作后角αoe的变化
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金属切削原理与刀具
当车刀刀杆的纵 向轴线与进给方向 不垂直时，将会引 起工作主偏角κre和 工作副偏角κre‘的 变化
《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。
39
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。
机械制造基础课件项目一刀具基础知识
2．在正交平面内测量的角度
（1）前角o。前刀面与基面之间的夹角是
前角。当前刀面与基面平行时，前角为零。 基面在前刀面以内，前角为负；基面在前刀 面以外，前角为正。
前角的作用是使车刀刃口锋利，减少切削 变形，切削时省力，并使切屑容易排出。但 前角过大，会使刀刃和刀尖强度下降，刀具 导热体积减小，从而影响刀具寿命。
三、刀具标注角度参考系
在刀具设计、制造、刃磨、测量时用于定义 刀具几何参数的参考系，称为刀具标注角度 参考系或静止参考系。
刀具标注角度参考系由以下三个平面组成。
（1）基面Pr：通过切削刃上某选定点垂直于该点 切削速度方向的平面，车刀的基面都平行于它的 底面，如图1-3所示。
（2）主切削平面Ps：通过切削刃某选定点与主切 削刃相切并垂直于基面的平面，如图1-3所示。
3．M类（相当于旧牌号YW类硬质合金）
它是由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）
和钴构成，颜色为黄色。其抗弯强度、疲劳 强度、耐热性、高温硬度和抗氧化能力都有 很大的提高。这类硬质合金既可以加 工铸
铁和有色金属，又可以加工钢料、铸钢、不 锈钢、灰铸铁、有色金属等。其代号有M10、 M20、M30、M40等，数字越大，耐磨性低 而韧性大，精车宜选M10；半精车宜选M20； 粗车时可用M30。
知识拓展
刀具按工件加工表面的形式可分为以下五类。
（1）加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、 铣刀、外表面拉刀、锉刀等。
（2）孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰 刀和内表面拉刀等。
（3）螺纹加工刀具，包括丝锥、板牙、自动开合 螺纹切头、螺纹车刀、螺纹铣刀等。
（4）齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、 锥齿轮加工刀具等。
机械制造基础--第4章 金属切削刀具
4.6 磨削与砂轮 4.6.1 砂轮的构造和特性 1.磨料 2.粒度 3.结合剂 4.硬度 5.组织 6.砂轮的 形状、用途
4.6.2 磨削加工类型和磨削运动 1.磨削加工类型 2.磨削运动 （1）主运动 （2）径向进给运动 （3）轴向进给运动 （4）工件圆周（或直线）进给运动
4.6.3 磨削特点 1.磨削速度高 2.冷硬程度大、能量消耗大 3.单个磨粒的切削厚度极小 4.背向磨削力大 5.磨粒有自砺作用 6.砂轮表面磨粒分布的差别很大
4.2 孔加工刀具 4.2.1 麻花钻 1.麻花钻的结构 （1）柄部 （2）颈部 （3）工作部分 1）导向部分 2）切削部分
2.麻花钻的几何角度 （1）螺旋角 （2）顶角 （3）主偏角 （4）前角 （5）后角 （6）副后角 （7）横刃角度
3.钻削用量 （1）钻削速度 （2）进给量 1）每转进给量 2）每齿进给量 3）进给速度 （3）钻削的切削深度 4.切削层参数 （1）切削层厚度 （2）切削层宽度 （3）切削层面积
3.铣削角度铣刀 4.铣削成形表面铣刀 4.3.2 铣削参数和铣削规律 1.铣削用量四要素 （1）铣削速度 （2）进给量 1）每齿进给量 2）每转进给量 3）进给速度 （3）背吃刀量 （4）侧吃刀量
2.铣削切削层参数 （1）切削厚度 1）在周铣中 2）在端铣中 （2）切削宽度 （3）切削面积 3.切削力和切削功率 （1）铣削力 （2）铣削功率
4.顺铣和逆铣 （1）切削厚度的变化 （2）切削力方向的影响 4.3.3 铣削用量的选择 1.粗加工 2.半精加工 3.精加工 4.3.4 成形铣刀
4.4 拉削加工及拉刀
4.4.1 拉削特点 4.4.2 拉刀的种类和用途 1.内拉刀 2.外拉刀 3.推刀
4.4.3 拉刀的结构 1.柄部 2.颈部 3.过渡锥部 4.前导部 5.切削部 6.校准部 7.后导部 8.尾部 4.4.4 圆孔拉刀设计要点
机械制造基础第五章习题及答案
第5章习题及答案5-1机床的运动按功用分为哪几种？答：分为表面成形运动和辅助运动两大类。
直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。
机床上除表面成形运动外的所有运动都是辅助运动。
5-2如何衡量切削加工的质量？答：零件切削加工的质量主要由加工精度和表面质量来衡量。
加工精度就是指零件加工后零件的尺寸、形状和表面间的相互位置等方面的几何参数与理想几何参数的相符合程度，两者的差距愈小，加工精度愈高。
零件的表面质量对零件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性、密封程度、接触刚度等都有一定的影响。
5-3切削用量要素包括哪几项？切削用量的选择原则是什么？答：切削用量是切削过程中最基本的操作参数，包括切削速度v c、进给量f和背吃刀量a p，其分别表示切削刃与过渡表面之间的相对运动速度、待加工表面转化为已加工表面的速度、已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。
合理地选择切削用量，对于保证加工质量、提高生产效率和降低成本有着重要的影响。
切削加工时应当根据具体的加工条件，确定切削用量三要素的合理组合。
背吃刀量要尽可能取得大些，最好一次走刀能把该工序的加工余量切完。
进给量的选择主要受机床、刀具和工件所能承受的切削力的限制。
精加工时，一般背吃刀量不大，切削力也不大，限制进给量的主要因素是工件表面粗糙度。
选定背吃刀量和进给量以后，根据合理的刀具耐用度，用计算法或查表法选择切削速度。
5-4切削层尺寸平面要素包括哪几项？答：切削层尺寸平面要素包括切削层的公称厚度h D、公称宽度b D和公称横截面积A D。
5-5试述刀具的结构和刀具的角度。
答：刀具基本组成部分包括夹持部分和切削部分。
夹持部分俗称刀柄或刀体，主要用于刀具安装与标注的部分。
切削部分俗称刀头，是刀具的工作部分，由刀面、切削刃（又称刀刃）组成。
其组成要素包括：1）前面。
又称前刀面，切削过程中切屑流出所经过的刀具表面。
2）主后面。
又称主后刀面，是切削过程中与过渡表面相对的刀具表面。
机械制造基础_221_刀具的几何参数讲解
（2）在基面内测量的角度
主偏角 r：
主切削刃在基面内的投影与进给运动方向的夹角。 总是正值。 副偏角 r： 副切削刃在基面内的投影与进给运动反方向的夹角。 刀尖角 ：派生角
r 180 r 'r
（3）在切削平面 Ps内测量的角度
刃倾角 s : 主切削刃与基面之间的夹角。
在刀具工作图上只需标注六个基本：
γ
′
0
α0′
A
κr
➢ 粗加工，取小值4°～6°，保证强度； ➢ 精加工，选大值8°～12°，保证表面质量。 ➢ 工件材料较硬，取小值，保证强度； ➢ 工件材料越软、塑性越大，后角越大。 ➢ 冲击载荷时，选小值，保证强度； ➢ 工艺系统刚性较差时，适当减小后角。
αα 00
γ0
κ r′
f
εr
A向
λs
4. 刀具角度标注
o
o r
s 'r
' o
5. 刀具工作角度
即刀具在工作参考系中确定的角度。
刀具工作(角度)参考系，考虑了实际安装情况 和切削运动对刀具工作角度的影响。
◆刀具安装高度对工作角度的影响
γre=γr
γ re＞γr
γ re＜γr
α0e=α0
a）
α 0e＜α0
b）
c） α 0e＞α0
刃倾角λs=0°的车刀车削外圆时
动方向的平面构成参考系。主运动方向与刀杆底面 垂直，进给运动方向与刀杆中心线垂直。 2) 安装条件：刀尖与工件回转轴线等高，刀杆中心线 垂直于工件轴线。
3. 刀具标注角度参考系
1）基面 Pr ： 过切削刃上选定点， 以该点切削速度为法 线。与刀具底面平行。
2）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。
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。
刀具基础知识——刀具材料课件
4、工艺系统刚性差时，应取正值，以减小背向力（吃刀抗力）
4、主要角度及作用归纳表
角度
定义
测量平面
前角γ0 后角α0 主偏角κr 副偏角κrˊ 刃倾角入s
前面和基面间的 正交平面 夹角
后面与切削平面 正交平面 间的夹角
主切削刃与进给 基 面 方向之间的夹角
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。
后角α0――主后 刀面与切削平面 间的夹角 增大后角可减少 摩擦，提高工件 加工质量和刀具 耐用度，并使切 削刃锋利。
强度不好看后角
后角选择原则：
1、粗加工时，为保证刀具强度，应选较小的后角；精加工时，以保 证表面质量，应取较大的后角。 2、工件材料的强度、硬度高时，宜取较小的后角；工件材料硬度低、 塑性较大时，主后刀面的摩擦对已加工表面质量和刀具磨损影响较 大，此时应取较大的后角；加工脆性材料时，切削力集中在切削刃 附近，为强化切削刃，宜选取较小的后角。 3、对于尺寸精度要求较高的精加工刀具（如铰刀、拉刀），为减少 重磨后刀具尺寸变化，应取较小的后角。 4、工艺系统刚性差时，容易产生振动时，应取较小的后角以增强刀 具对振动的阻尼作用。
3、当刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，取较小前角；高速钢刀具的前角 比硬质合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬质合金刀具小。
4、粗加工时取较小前角甚至负前角，精加工时应取较大前角。
5、工艺系统刚性差和机床功率小时，宜选较大前角，以减小切削力和振动。
6、数控机床、自动线刀具，为保证刀具工作的稳定性（不发生崩刃及破损）， 一般选用较小的前角。
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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2.2 刀具的组成及其主要角度
一
车刀的组成
车刀的主要角度
本 节 教 学 内 容
二
2.2 刀具的组成及其主要角度
本节教学要求： 本 节 教 学 要 求
（1）了解车刀的组成； （2）掌握刀具结构及几何参数；
概
述
各种刀具切削部分的形状
现代刀具引入“不重磨”概念后，刀具切 削部分的统一性获得了新的发展，许多结构形 状不同的刀具，其切削部分不过是一个或几个 “不重磨式刀片”
二. 车刀的主要角度
刀 5、主偏角κr＇ 具 副切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf 方 静 向之间的夹角。 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
' 6、副后角
刀 ＇中测量的副后刀面与副切削平面 副正交平面 P o 具 间的夹角。 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
在静止参考系中，坐标平面有三个：基面 刀 具 （Pr）、切削平面（Ps）和切削刃剖切面。 静 1、基面Pr： 止 过切削刃选定 角 标 度 点，垂直于主运动 平 参 方向的平面。通常， 面 考 它平行（或垂直） 系 及 于刀具上的安装面 其 （或轴线）的平面。 坐
二. 车刀的主要角度
概
述
概
不 重 磨 刀 具
述
概
金属切削刀具的种类虽然很多，但它们切 削部分的几何形状与参数却有着共性的内容。 不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是 近似地以外圆车刀切削部分为基本形态。
述
刀具工作状态
概
述
一、刀具的组成
以外圆车刀为例来介绍刀具的组成。 刀杆 刀头
刀 具 的 组 成
前刀面Aγ 副切削刃S′
二. 车刀的主要角度
正交平面参考系：
由基面Pr、切削 正 平面Ps和正平面 交 Po构成的空间三 平 面投影体系称为 面 正交平面参考系。 参 （该参考系是刀 考 具标注角度最常 用的参考系） 系
二. 车刀的主要角度
刀 在刀具静止参考系中标注或测量的几何角 具 度称为刀具静止角度，或刀具标注角度。 静 刀具静止角度标注方法为“一刃四角法”，即 止 角 每一条切削刃，必须且只需四个基本角度，就能唯 标 一地确定其在空间的位置。 度 平 参 面 一把刀具可能有几条切削刃，这时应先找到 考 刀具的主切削刃，对主切削刃应完整地标出四个角 系 度，然后再逐条地分析其他的切削刃。 及 其 坐
主切削刃S
刀尖
复习巩固
2、指出正交平面参考系的三个参考面。
基面 Pr 切削平面 Ps
正交平面 P0
复习巩固
3、指出图中车刀的角度及测量面 在基面中测量 1——主偏角κr 2——副偏角κr′ 在正交平面中测量 1 3——前 角γo
4 2
3
4——后 角αo
在切削平面中测量 5——刃倾角λs 5
作
业
在正交平面内测量
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
γo
二. 车刀的主要角度
前角γＯ有正负，前角在基面之下为正，前 刀 具 角在基面之上为负。 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
前角γＯ有正负，前角在基面之下为正，前 刀 具 角在基面这上为负； 静 前角大，刃口锋利，切屑变小，切削力小，切 止 削轻快。但易产生崩刃。 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
对于一条切削刃应该标注的四个角度是 刀 具 主偏角κr、刃倾角λs、前角γＯ、后角αo。 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
同理，副切削刃也有四个角度：副偏角、 副刃倾角、副前角、副后角。但主副切削刃 同在一个前刀面，主切削刃的四个角度标出 后，副切削刃的副前角和副刃倾角也就确定 了，所以副切削刃只需标出副偏角和副后角。
P59 2.4 刀具正交平面参考系平面Pr、Po、Ps及其刀 具角度γo、αo、κr、λs如何定义？ 2.5 作图表示外圆车刀的几何角度γo、αo、κr、 λs
刀刃 刀尖
装夹 部分
刀 具 的 组 成
常见刀尖形状
刀 具 的 组 成
刀尖形状
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. 车刀的主要角度
刀具角度是为刀具设计、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。
二. 车刀的主要角度
主偏角κr 刀 具 的 独 立 角 度 在基面中测量的主切削刃与进 给运动方向的夹角。 在基面中测量的副切削刃与进 给运动方向的夹角。 在正交平面中测量的前刀面与 基面间的夹角。 在正交平面中测量的后刀面与 切削平面间的夹角。 在切削平面中测量的主切削刃与 基面间的夹角。 在副切削刃正交平面中测量的副 后刀面与副切削平面间的夹角。
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
基面Pr
通过主切削刃上的 某一点，与主运动方向 相垂直的平面。
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
正交平面P0
通过主切削刃上的某 一点，并同时垂直于基面 和切削平面的平面。
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。
二. 车刀的主要角度
用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面 称为参考系; 参考系可分为刀具静止参考系和刀具工作参 考系两类。 在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具 几何参数的参考系称为刀具静止参考系或标注角度 参考系。 它是在假定条件下建立的参考系。假定条件是 指假定运动条件和假定安装条件。
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
4、后角αo 在正交平面 内后刀面与 切削平面之 间的夹角。
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
Po
二. 车刀的主要角度
刀 在正交平面内测量。 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
αo
二. 车刀的主要角度
刀 4、后角αo 当通过切削刃选定点的切削平面在剖视图中处于实 具 静 体之外时，后角为正值；处于实体之内时，后角为负； 当切削平面与后刀面重合时，后角为0。 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
刀尖
主切削刃S
三面两刃一尖
副后刀面
主后刀面Aα
刀 具 的 组 成
指出车刀的三面两刃一尖
前刀面Aγ 主后刀面Aα 副后刀面Aα′
刀 具 的 组 成
刀尖
主切削刃S 副切削刃S′
一、刀具的组成
刀面
刀 具 的 组 成
前刀面Aγ 后刀面Aα 副后刀面Aα′ 主切削刃S 副切削刃S′
刀头 车 刀 刀杆
切削 部分
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
副偏角κr′ 前 角γ o
后 角αo 刃倾角λs 副后角αo′
复习巩固
1、指出车刀的三面二刃一尖。
前刀面Aγ 副切削刃S′
刀尖
主切削刃S
副后刀面
主后刀面Aα
复习巩固
1、指出车刀的三面二刃一尖。
前刀面Aγ
副切削刃S′
3
副后刀面Aα′
2 1
主后刀面Aα
二. 车刀的主要角度
假定运动条件：在建立 坐标系时，暂不考虑进 给运动，即用主运动向 量近似代替切削刃与工 件之间相对运动的合成 速度向量。
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
假定安装条件：假定刀具的刃磨和安装基准面垂 直或平行于参考系的平面，同时假定刀杆中心线 与进给运动方向垂直。 对于车刀来说，就是刀尖安装在工件中心高 度上，刀杆中心线垂直于进给运动方向。
二. 车刀的主要角度
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
基面 Pr 切削平面 Ps
正交平面 P0
二. 车刀的主要角度
刀 具 在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。 静 止 静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是 角 正交平面参考系，其它参考系有法平面参考系、假 标 度 定工作平面参考系等。 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
刃倾角λs有正负之分，当刀尖处于切削刃 刀 具 最高点时为正，反之为负。 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
3、前角γo 在正交平面 内前刀面与 基面之间的 夹角。
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
二. 车刀的主要角度
正 交 平 面 参 考 系
二. 车刀的主要角度
刀 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 具 之间的夹角。 静 止 角 标 在基面 度 平 内测量 参 面 考 系 及 其 坐
二. 车刀的主要角度
刀 2、刃倾角λs 具 切削平面Ps中测量的主切削刃与基面间的夹角。 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 在切削平 其 面内测量 坐
2、切削平面Ps：
刀 具 静 止 角 标 度 平 参 面 考 系 及 其 坐
过切削刃选定点，
与切削刃相切，并垂 直于基面Pr的平面。 它也是切削刃与切削 速度方向构成的平面。
二. 车刀的主要角度
切削刃剖切面有四个：正交平面、法平面、 假定工作平面、背平面，这里选正交平面。 3、正交平面Po： 过切削刃选定点， 同时垂直于基面Pr与 切削平面Ps的平面。 也称主剖面。