金属切削刀具教案

外圆车刀在生产实践中最常用的坐标系是 正交平面参考坐标系。按刀具的状态还有 静止参考系与工作参考系之分。

刀具静止参考系：在刀具设计、制造、刃 磨和测量几何参数时用的参考系 刀具工作参考系：用于规定刀具进行切削 加工时几何参数的参考系

（1）刀具静止参考系




基面：过切削刃选定点，垂直于 该点假定主运动方向的平面，以 pr表示。 切削平面：过切削刃选定点，与 切削刃相切，并垂直于基面的平 面，主切削平面以ps表示。 正交平面：过切削刃选定点，并 同时垂直于基面和切削平面的平 面，以po表示。 假定工作平面：过切削刃选定点， 垂直于基面并平行于假定进给运 动方向的平面，以pf表示。
正交平面
主偏角κr
基 面
副偏角κrˊ
基 面
刃倾角入s
主切削平面
（3）刀具的工作角度
它是指在工作参考系中定义的刀具角度。 刀具工作角度考虑了合成运动和刀具安装 条件的影响。
角 度 前角γ0 定 义 前面和基面间的夹角 测量平面 正交平面 作 用 1、使切削刃锋利 2、切削省力 3、便于排屑 改变车刀主后刀面与工件 间的摩擦状况 改变主切削刃与刀头的受 力和散热情况 改变副切削刃与工件已加 工表面之间的摩擦状况 影响刀尖强度，并控制切 屑的流出方向
后角α0
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
副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量 的切削工作。 刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。


2．车刀切削部分的几何角度
刀具角度是确定刀具切削部分几何形状的 重要参数，要确定刀具的角度，必须先确 定用于定义和规定刀具角度的各种基准坐 标平面，组成各种参考坐标系，一般有：

正交平面参考系 法平面参考系 背平面和假定工作平面参考系
3）前角γ0
在正交平面中测量的前刀面与基面间的夹角。

前角表示前刀面的倾斜程度。
前角可分为正、负、零，前刀面在基面之下则前角为正 值，反之为负值，相重合为零。一般所说的前角是指正 前角而言。

前角的作用为，增大前角，可使刀刃锋利、切削力降低、 切削温度低、刀具磨损小、表面加工质量高。但过大的 前角会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。 前角的大小常根据工件材料、刀具材料和加工性质来选 择。用硬质合金车刀加工钢件(塑性材料等)时，一般选 取γ0 =10º ～20°；加工灰口铸铁(脆性材料等)，一般 选取γ0=5°～15°。精加工时，可取较大的前角，粗加 工应取较小的前角。工件材料的强度和硬度大时，前角 取较小值，有时甚至取负值。

4）后角
在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角。



后角表示主后刀面的倾斜程度。 后角的主要作用是减少刀具后刀面与工件表面间的摩擦， 并配合前角改变切削刃的锋利与强度。 后角只能是正值，后角大，摩擦小，切削刃锋利。但后 角过大，将使切削刃变弱，散热条件变差，加速刀具磨 损。 后角的大小常根据加工的种类和性质来选择，一般后角 可取=6º ～8º 。


2）副偏角k’r
在基面中测量的副切削平面与假定工作平面间的夹角。

副偏角会影响已加工表面的粗糙度；
副偏角还有减小副后刀面与已加工表面间摩擦的作用。 主、副偏角应根据工件的刚度及加工要求选取合理的数 值。一般车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90° 等几种；副偏角为5°～15°，粗加工时取较大值。
机 械 制 造 技 术
主 编
刘 平
第1章
金属切削原理与刀具
1.2 金属切削刀具
切削刀具的种类很多，结构也多种多样,虽 然它们形状不同，但它们切削部分的结构 要素及其几何形状都具有许多共同的特征， 因此正确认识与理解单刃刀具是认识与理 解多刃刀具的基础。车刀是形状最典型的 单刃刀具，其它各种复杂刀具都可以看作 是车刀的组合和演变，有关车刀角度的定 义，均适用于其它刀具。
5）刃倾角λs
在主切削平面中测量的主切削刃与基面间的夹角。 刃倾角也有正、负和零值之分。 刃倾角主要影响刀头的强度、切削分力和排屑方向。 粗加工时为了增强刀头，λs常取负值；精加工时为了保 护已加工表面，λs常取正值或零度； 车刀的刃倾角一般在-5°～+5°之间选取。


刀具主要角度及作用
（2）车刀的主要角度
1）主偏角kr
在基面中测量的主切削平面与假定工作平面间的夹角。 主切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角。 主偏角的作用：影响切削刃的工作长度、切深抗力、刀 尖强度和散热条件。主偏角越小，则切削刃工作长度越 长，散热条件越好，但切深抗力越大。 选择原则：车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、 90°几种。工件粗大、刚性好时，可取较小值。车细长 轴时，为了减少径向力而引起工件弯曲变形，宜选取较 大值。
1.2.1 刀具切削部分的结构要素
1．车刀切削部分的组成 车刀切削部分由下列要素组成：三面、两 刃、一尖，如图所示。

前刀面：切削时，பைடு நூலகம்屑流出所经过的表面。
主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。 副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。

主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或 曲线，担负着主要的切削工作。