1、1.3刀具的组成及主要角度刀具的组成及主要角度1.3.1 刀具（切削部分）的组成刀具（切削部分）的组成 由工作部分和非工作部分构成。由工作部分和非工作部分构成。不论刀具结构如何复杂，其切削部分都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。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。图1.3各种刀具切削部分的形状图1.4不重磨式刀具的切削部分（1)1)前刀面前刀面 切屑流过的刀面。切屑流过的刀面。一一.刀刀 面面（2)2)主
2、后刀面主后刀面 与工件正在被切削加工的与工件正在被切削加工的 表面表面(过渡表面）相对的刀面。过渡表面）相对的刀面。（3)3)副后刀面副后刀面 与工件已切削加工的表面相对与工件已切削加工的表面相对 的刀面。的刀面。刀具切削部分的基本定义刀具切削部分的基本定义图图 车车 刀刀 的的 构构 成成 二二.刀刃刀刃（1 1）主切削刃）主切削刃S S 前面与主后面的交线。前面与主后面的交线。（2 2）副切削刃）副切削刃SS 前面与副后面的交线前面与副后面的交线。三刀尖三刀尖 三个刀面在空间的交点，也可理解为主、三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃二条刀刃汇交的一小段切削刃。副切削刃二条刀刃汇交的
3、一小段切削刃。在实际应用中，为增加刀尖的强度与在实际应用中，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耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。的过渡刃。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。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。1.3.2 刀具角度参考系刀具角度参考系在设计、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。1 1刀具静止参考系刀具静止参考系在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。静止参考
4、系中最常用的刀具标注角度参考系是正交平面参考系正交平面参考系,其它参考系有法平面参考系、假定工作平面参考系等。2.正交平面参考系由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。图2、5(1)基面基面p pr r通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装（底面）(2)切削平面切削平面p ps s 通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。(3)正交平面正交平面p po o 通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。1.3.3 刀具的标注角度一.正交平面参考系角度（1 1）基面中测量的刀具角度）基面中测量的刀具角度1）主偏角r 主切削刃在基面上的投影与进给
5、运动速度vf 方向之间的夹角。2）副偏角r 副切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf反方向之间的夹角。3）刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之间的夹角，它是派生角度。r=180-(r r)r是标注角度是否正确的验证公式之一。（2）切削平面中测量的刀具角度）切削平面中测量的刀具角度1）刃倾角s 主切削刃与基面之间的夹角。它在切削平面内标注或测量，但有正负之分。当主切削刃与基面平行时s=0；当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时s 0；反之s 0。4）主切削刃和副切削刃之间的过渡刃参数将改变刀尖的几何形状,用刀尖圆弧半径r描述，当r=0时为尖角过渡，r0时为圆角过渡，直线过渡时用和 b参数描述
6、(图2.22)。（3 3）正交平面中测量的刀具角度）正交平面中测量的刀具角度1)前角O 在正交平面内前刀面与基面之间的夹角。2)后角o在正交平面内后刀面与切削平面之间的夹角。3)楔角o 是派生角一般不标出 o90(Oo)说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑进给运动的影杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑进给运动的影响等条件下确定的。响等条件下确定的。图图1.7车刀的主要角度车刀的主要角度 二二.其它刀具标注参考系其它刀具标注参考系（1 1）法平面）法平面P Pn n与法平面参考系与法平面参考系 1)
7、法平面 通过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面2)法平面参考系 Pr-Ps-Pn组成的参考系（图2.8)。（2 2）假定工作平面）假定工作平面p pf f、及其参考系、及其参考系 假定工作平面 通过切削刃上选定点并垂直于该点基面以及其方位平行于假定进给运动方向的平面。(3)背平面参考系 pr、ps、pp组成的参考系。ooo90 三.刀具工作角度刀具工作角度刀具在工作参考系中确定的角度称为刀具工作角度。研究刀具工作角度的变化趋势，对刀具的设计、改进、革新有重要的指导意义。1 1刀具工作参考系的建立刀具工作参考系的建立 与静态系统中正交平面参考系建立的定义和程序相似，不同点就在于它以合成切削运动e
8、或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基面pre。由于工作基面的变化，将带来工作切削平面pse的变化，从而导致工作前角oe、工作后角oe 的变化。刀具工作参考系刀具工作参考系(1)工作基面pre 通过切削刃上的选定点，垂直于合成切削速度方向的平面。(2)工作切削平面pse通过切削刃上的选定点，与切削刃相切且垂直于工作基面的平面。(3)工作正交平面poe通过切削刃上的选定点，同时垂直于工作基面、工作切削平面的平面。2 2刀具工作角度的分析刀具工作角度的分析 在工作正交平面参考系中，一般考核刀具工作角度(oe、oe、re、re、oe、se)的变化，对刀具角度设计补偿量以及对切削加工过程的影响情况。在
9、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 1）横向进给运动对工作前、后角的影响）横向进给运动对工作前、后角的影响（1 1）进给运动对工作前、后角的影响）进给运动对工作前、后角的影响v用刃倾角s=0车刀车削外圆时，由于车刀的刀尖高于工件中心，使其基面和切削平面的位置发生变化，工作前角oe增大，而工作后角oe减小。v若切削刃低于工件中心，则工作角度的变化情况正好相反。v加工内表面时，情况与加工外表面相反。（2 2）刀具安装位置对刀具工作角度的影响）刀具安装位置对刀具工作角度的影响1)1)刀尖安装高低对工作前、后角的影
10、响刀尖安装高低对工作前、后角的影响图图1.12v当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时针转动G角时，工作主偏角将增大，工作副偏角将减小。如图1.11所示。2 2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响图图1.11车刀安装偏斜对工作主偏角、副偏角的车刀安装偏斜对工作主偏角、副偏角的影响影响四、刀具角度的选择四、刀具角度的选择1.1.前角前角O （1 1）功用）功用O 刀刃锋利刀刃锋利，切屑变形，切屑变形切削力和切削功率切削力和切削功率刀刃和刀尖强度刀刃和刀尖强度，散热体积，散热体积刀具寿命刀具寿命o1Pro2（2 2）选择）选择前角大小取决于：工件材料、前角大小取
11、决于：工件材料、刀具材料及加工要求刀具材料及加工要求。工件材料强度、硬度较低时，应取较大前角，反工件材料强度、硬度较低时，应取较大前角，反之应取较小的前角。之应取较小的前角。加工塑性材料时，应取较大前角，加工脆性材料加工塑性材料时，应取较大前角，加工脆性材料时，应取较小的前角。时，应取较小的前角。刀具材料韧性好（高速钢），取较大前角，反之刀具材料韧性好（高速钢），取较大前角，反之（硬质合金）取较小前角。（硬质合金）取较小前角。粗加工时，取较小前角，精加工时，取较大前角。粗加工时，取较小前角，精加工时，取较大前角。2.2.后角后角o（1 1）功用）功用o 后刀面与工件的后刀面与工件的摩擦摩擦后刀
12、面的磨损率后刀面的磨损率（2 2）选择）选择后角大小取决于：切削厚度、后角大小取决于：切削厚度、工件材料及工艺系统刚度。工件材料及工艺系统刚度。切削厚度越大，后角越小；切削厚度越大，后角越小；工件材料越软、塑性越大，后角越大；工件材料越软、塑性越大，后角越大；工艺系统刚度较差时，适当减小后角；工艺系统刚度较差时，适当减小后角；3.3.主偏角主偏角r 和副偏角和副偏角r（1 1）功用）功用r 和和r 刀刃强度刀刃强度表面粗糙度表面粗糙度背向力背向力Fp残留面积高度残留面积高度，散热条件，散热条件刀具寿命刀具寿命，进给力，进给力Ffkr1Krkr2FpFf（2 2）选择）选择工艺系统刚性较好时，主
13、偏角取较小值；反工艺系统刚性较好时，主偏角取较小值；反之取较大值。之取较大值。副偏角大小取决于表面粗糙度（副偏角大小取决于表面粗糙度（5 51515)，粗加工时取大值，精加工取小值。粗加工时取大值，精加工取小值。4.4.刃倾角刃倾角s（1 1）功用）功用（2 2）选择）选择 主要影响刀头的强度主要影响刀头的强度和切屑的流动方向。和切屑的流动方向。加工一般钢料和铸铁，无冲击时：加工一般钢料和铸铁，无冲击时：粗车粗车s 0 05 5，精车，精车s 0 0+5+5；有冲击时：有冲击时：s 5 51515；特别大时：特别大时：s 30304545。切削加工高强度钢、冷硬钢时：切削加工高强度钢、冷硬钢时：s 30304545。五。刀具角度正负的规定
