1、前刀面A 主后刀面主后刀面A A 副后刀面副后刀面A A 主切削刃主切削刃S S 副切削刃副切削刃S S 刀尖刀尖1 1、指出車刀的三面二刃一尖。、指出車刀的三面二刃一尖。復復 習習 提提 問問1234561 1、指出車刀的三面兩刃一尖。、指出車刀的三面兩刃一尖。后刀面后刀面A A 主切削刃主切削刃S S 前刀面前刀面A A 副切削刃副切削刃S S 副后刀面副后刀面A A 刀尖刀尖復復 習習 提提 問問P Pr rP Ps sP P0 02 2、指出正交平面參考系的三個參考面。、指出正交平面參考系的三個參考面。基面基面切削平面切削平面正交平面正交平面復復 習習 提提 問問Po3 3、指出圖中車

2、刀的角度及測量面、指出圖中車刀的角度及測量面1234511主偏角主偏角 r r在基面中測量在基面中測量22副偏角副偏角 r r33前前 角角 o o44后后 角角 o o在正交平面中測量在正交平面中測量55刃傾角刃傾角 s s在切削平面中測量在切削平面中測量復復 習習 提提 問問2.4 刀具幾何參數的選擇刀具幾何參數的選擇本次課的內容提要：本次課的內容提要：一、前角和前面型式的選擇；一、前角和前面型式的選擇；二、后角、副后角的選擇；二、后角、副后角的選擇；三、主偏角、副偏角的選擇；三、主偏角、副偏角的選擇；四、刀尖與過渡刃的選擇；四、刀尖與過渡刃的選擇；五、刃傾角的選擇。五、刃傾角的選擇。8

3、刀具的刀具的“合理合理”幾何參數幾何參數，是指在保證加工，是指在保證加工質量的前提下，能夠獲得最高刀具耐用度，從而質量的前提下，能夠獲得最高刀具耐用度，從而能夠達到提高切削效率、降低生產成本的目的的能夠達到提高切削效率、降低生產成本的目的的刀具幾何參數。刀具幾何參數。 刀具的幾何參數刀具的幾何參數包括包括刀具角度刀具角度、刀面的結刀面的結構和形狀構和形狀、切削刃的型式切削刃的型式等。等。一、前角和前面型式的選擇一、前角和前面型式的選擇（一）、前角的作用（一）、前角的作用 （課后作業）（課后作業）1 1、影響切削力和切削功率影響切削力和切削功率； 2 2、影響加工表面質量影響加工表面質量；3 3

4、、影響刀具耐用度影響刀具耐用度； 4 4、影響斷屑效果影響斷屑效果。9前角前角切削變形切削變形切削力切削力切削熱切削熱切削溫度切削溫度耐用度耐用度楔角楔角 強度強度 散熱體積散熱體積切削溫度切削溫度耐用度耐用度過大過大崩刃崩刃 增大刀具前角，可以減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經前刀面的摩擦阻力，從而減小了切削力、切削熱，使刀具的耐用度提高。使刀具楔角減小，使切削刃與刀頭的強度降低，刀頭的導熱面積和容熱體積減小不易斷屑不易斷屑工件表面質量工件表面質量若減小前角，可以增大切屑的變形，使之易于脆化斷裂。影響已加工表面質量 增大前角可以抑制積屑瘤和鱗刺的產生，減輕切削過程中的振動（二）、

5、（二）、 前角的選擇原則前角的選擇原則 在選擇刀具前角時首先應保證刀刃在選擇刀具前角時首先應保證刀刃鋒利鋒利，同時，同時也要兼顧刀刃的也要兼顧刀刃的強度與耐用度強度與耐用度。 刀具前角的合理選擇，主要由刀具前角的合理選擇，主要由刀具材料刀具材料和和工件材工件材料料的種類與性質以及的種類與性質以及加工要求加工要求決定。決定。1 1、工件材料、工件材料 加工鋼件等塑性材料時，加工鋼件等塑性材料時，切屑沿前刀面流出時和前切屑沿前刀面流出時和前刀面接觸長度長，壓力與摩擦較大，為減小變形和摩擦，刀面接觸長度長，壓力與摩擦較大，為減小變形和摩擦，一般采用一般采用選擇大的前角選擇大的前角。 加工鑄鐵等脆性材

6、料時，加工鑄鐵等脆性材料時，塑性變形小，切屑為碎狀，塑性變形小，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時易產生崩刃，因此受沖擊時易產生崩刃，因此刀具前角相對塑性材料取得刀具前角相對塑性材料取得小些或取負值小些或取負值，以提高刀刃的強度。，以提高刀刃的強度。 工件材料的強度、硬度高時，工件材料的強度、硬度高時，切削力大，為提高切切削力大，為提高切削刃的強度，應削刃的強度，應選用較小的前角。選用較小的前角。2 2、刀具材料、刀具材料 強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性

7、大的刀具甚至取負的前角。性大的刀具甚至取負的前角。 下圖是不同刀具材料韌性的變化下圖是不同刀具材料韌性的變化 高速鋼的抗彎強度和沖擊韌性高于硬質合金，所以高速鋼刀具的前角可比硬質合金刀具的大些；而陶瓷刀具的脆性大，強度和韌性都不如硬質合金，所以陶瓷刀具的前角應該小些。立方氮化硼刀具立方氮化硼刀具 陶瓷刀具陶瓷刀具 硬質合金刀具硬質合金刀具 高速鋼刀具高速鋼刀具刀具的韌性增強，前角取大刀具的韌性增強，前角取大3 3、加工要求、加工要求 粗加工時粗加工時，尤其是工件表面不連續、形狀誤差較大、，尤其是工件表面不連續、形狀誤差較大、有硬皮時，一般有硬皮時，一般取較小的前角；取較小的前角； 精加工時精加

8、工時，宜，宜取較大的前角取較大的前角，以減小工件變形與表，以減小工件變形與表面粗糙度。面粗糙度。總之，前角選擇方法為（課后作業）：總之，前角選擇方法為（課后作業）：（1 1）材料強度、硬度較低時，）材料強度、硬度較低時， o o宜大；塑性材料宜大；塑性材料 o o宜大；脆性材料宜大；脆性材料 o o宜小；宜小；（2 2）刀具強度和韌性好時）刀具強度和韌性好時 o o宜大；宜大；（3 3）粗加工、斷續切削、加工鑄鍛件，）粗加工、斷續切削、加工鑄鍛件， o o宜小。宜小。不銹鋼不銹鋼35403035鋁及鋁合金鋁及鋁合金30352530紫銅紫銅5101015青銅、脆黃銅青銅、脆黃銅5101015HT

9、150HT150、HT200HT200鑄、鍛件、斷續切削鑄、鍛件、斷續切削131810154545（調質）（調質）182015184545鋼（正火）鋼（正火）20251820低碳鋼低碳鋼精車精車粗車粗車合理前角（度）合理前角（度）工件材料工件材料硬質合金車刀合理前角參考值硬質合金車刀合理前角參考值101551015252530（三）、前刀面型式的選擇：（三）、前刀面型式的選擇：1 1、正前角平面型：、正前角平面型：特點是結構簡單、刀刃銳利，特點是結構簡單、刀刃銳利，但強度低，傳熱能力差。多用于切削脆性材料用但強度低，傳熱能力差。多用于切削脆性材料用刀具、精加工用刀具、成形刀具和多刃刀具。刀具、

10、精加工用刀具、成形刀具和多刃刀具。2 2、正前角平面帶倒棱型：、正前角平面帶倒棱型：這種型式是沿切削刃磨出很這種型式是沿切削刃磨出很窄的棱邊，稱為窄的棱邊，稱為負倒棱負倒棱。但倒棱的寬度一定要使切屑。但倒棱的寬度一定要使切屑沿前刀面而不是沿負倒棱流出，否則就是負前角了。沿前刀面而不是沿負倒棱流出，否則就是負前角了。這種型式多用于粗加工鑄鍛件或斷續切削。這種型式多用于粗加工鑄鍛件或斷續切削。 3 3、負前角單面型：、負前角單面型：切削高強度、高硬度材料時，為使脆切削高強度、高硬度材料時，為使脆性較大的硬質合金刀片承受壓應力，而采用負前角。當性較大的硬質合金刀片承受壓應力，而采用負前角。當刀具磨損

11、主要產生于后刀面時，可采用負前角單面型。刀具磨損主要產生于后刀面時，可采用負前角單面型。但負前角會增大切削力。但負前角會增大切削力。4 4、負前角雙面型：、負前角雙面型：當刀具前刀面有磨損時，刃磨前當刀具前刀面有磨損時，刃磨前刀面會使刀具材料損失過大，重磨次數減少，應采用刀面會使刀具材料損失過大，重磨次數減少，應采用負前角雙面型，雙面型可減小前面的重磨面積，增加負前角雙面型，雙面型可減小前面的重磨面積，增加刀和重磨次數。這時負前角的棱面應具有足夠的寬度，刀和重磨次數。這時負前角的棱面應具有足夠的寬度，以確保切屑沿該面流出。以確保切屑沿該面流出。 5 5、正前角曲面帶倒棱型：、正前角曲面帶倒棱型

12、：這種型式是在平面帶倒棱這種型式是在平面帶倒棱的基礎上，前刀面上又磨出一個曲面，稱為的基礎上，前刀面上又磨出一個曲面，稱為卷屑槽或卷屑槽或月牙槽月牙槽。常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。二、后角、副后角的選擇二、后角、副后角的選擇（一）、后角的功用（課后作業）（一）、后角的功用（課后作業） 1 1、減小刀具后刀面與加工表面的摩擦；減小刀具后刀面與加工表面的摩擦； 2 2、當前角固定時，后角的增大與減小能增大和減、當前角固定時，后角的增大與減小能增大和減小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的散熱，從而影響刀具小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的散熱，從而影響刀具的耐用度。的耐

13、用度。 o o刃口鋒利刃口鋒利切削熱切削熱切削溫度切削溫度耐用度耐用度但但 o o楔角楔角刃口強度刃口強度散熱體積散熱體積切削溫度切削溫度耐用度耐用度（二）、后角的選擇原則（二）、后角的選擇原則 在不產生摩擦的前提條件下，適當減小后角。在不產生摩擦的前提條件下，適當減小后角。后角選擇方法（課后作業）：后角選擇方法（課后作業）：1 1、工件材料硬度、強度較高時，應取較小的后角；工件材料硬度、強度較高時，應取較小的后角；2 2、塑性材料、塑性材料 o o宜大；脆性材料宜大；脆性材料 o o宜小；宜小；3 3、粗加工、斷續切削、加工鑄鍛件，粗加工、斷續切削、加工鑄鍛件， o o宜小；精加工、宜小；精

14、加工、連續切削連續切削 o o宜大；宜大；4 4、工藝系統剛性差，容易出現振動，應適當減小后角；工藝系統剛性差，容易出現振動，應適當減小后角；5 5、定尺寸刀具，定尺寸刀具，為了限制重磨后刀具尺寸的變化，為了限制重磨后刀具尺寸的變化， o o宜宜小。小。1416鈦合金鈦合金1012810鋁及鋁合金鋁及鋁合金6868銅及銅合金銅及銅合金6846灰鑄鐵灰鑄鐵81068奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼810淬火鋼淬火鋼6857合金鋼合金鋼6857中碳鋼中碳鋼1012810低碳鋼低碳鋼精車精車粗車粗車合理后角（度）合理后角（度）工件材料工件材料硬質合金車刀合理后角參考值硬質合金車刀合理后角參考值（三）、副后角

15、的選擇（三）、副后角的選擇 刀具的副后角主要用來減少副后刀面與已加工表面刀具的副后角主要用來減少副后刀面與已加工表面的摩擦，它對刀尖強度也有一定的影響。的摩擦，它對刀尖強度也有一定的影響。 為了使制造、刃磨方便，一般車刀的副后角為了使制造、刃磨方便，一般車刀的副后角a ao o取取和后角和后角a ao o相同的數值。但切斷刀和切槽刀受刀頭強度和相同的數值。但切斷刀和切槽刀受刀頭強度和重磨后刀具在槽寬方向的尺寸限制，副后角通常取得很重磨后刀具在槽寬方向的尺寸限制，副后角通常取得很小，一般取小，一般取a ao o= 1= 12 2。 kr1Krkr2FpFf三、主偏角、副偏角的選擇三、主偏角、副偏

16、角的選擇（一）、主偏角及副偏角的功用（一）、主偏角及副偏角的功用 主偏角影響切削分力的大小；主偏角影響切削分力的大小； 影響加工表面粗糙度值的大小；影響加工表面粗糙度值的大小； 影響刀具耐用度；影響刀具耐用度； 影響工件表面形狀。影響工件表面形狀。2、減少主偏角會使切削厚度減少主偏角會使切削厚度減少，切削寬度增加，從而使減少，切削寬度增加，從而使單位長度切削刃所承受的載荷單位長度切削刃所承受的載荷減輕，散熱條件改善，可使刀減輕，散熱條件改善，可使刀具使用壽命提高。具使用壽命提高。1 1、減少主偏角會導致徑向、減少主偏角會導致徑向力增大，同時刀尖與工件的力增大，同時刀尖與工件的摩擦加劇，會導致刀

17、具使用摩擦加劇，會導致刀具使用壽命下降。壽命下降。krKrFpFf3、主偏角和副偏角越小，切削刃痕的理論殘留面積的主偏角和副偏角越小，切削刃痕的理論殘留面積的高度也越小，可以有效地減少已加工表面的粗糙度。高度也越小，可以有效地減少已加工表面的粗糙度。同時，還加強了刀尖強度，改善了散熱條件。同時，還加強了刀尖強度，改善了散熱條件。4、主偏角和副偏角共同主偏角和副偏角共同決定了刀尖角，直接影響決定了刀尖角，直接影響刀尖的強度、導熱面積和刀尖的強度、導熱面積和容熱體積。容熱體積。5、副偏角過小會增加副副偏角過小會增加副切削刃的工作長度，增大切削刃的工作長度，增大副后刀面與已加工表面的副后刀面與已加工

18、表面的摩擦，易引起系統振動，摩擦，易引起系統振動，反而增大表面粗糙度。反而增大表面粗糙度。6、切斷刀、鋸片刀和槽切斷刀、鋸片刀和槽銑刀等，為了保證刀頭強銑刀等，為了保證刀頭強度和重磨后刀頭寬度變化度和重磨后刀頭寬度變化較小，只能取很小的副偏較小，只能取很小的副偏角（角（1 1-2-2）。）。（二）、主偏角的選擇原則（二）、主偏角的選擇原則1 1、根據工藝系統剛性選擇、根據工藝系統剛性選擇 工藝系統剛性足夠時，選較小的主偏角，工藝系統剛性足夠時，選較小的主偏角，使切削厚度減使切削厚度減少，切削寬度增加，從而使單位長度切削刃所承受的載荷少，切削寬度增加，從而使單位長度切削刃所承受的載荷減輕，散熱條

19、件改善，可使刀具使用壽命提高。減輕，散熱條件改善，可使刀具使用壽命提高。 工藝系統剛性不足時，應選較大的主偏角，以減小徑工藝系統剛性不足時，應選較大的主偏角，以減小徑向力。向力。 一般取一般取k kr r=60=607575，車細長軸時，常取，車細長軸時，常取k kr r9090krKrFpFf2 2、根據工件材料選擇、根據工件材料選擇 工件材料的強度、硬度很高時，為了提高刀具的強度和工件材料的強度、硬度很高時，為了提高刀具的強度和耐用度，一般取較小的主偏角。耐用度，一般取較小的主偏角。3 3、根據加工表面形狀選擇、根據加工表面形狀選擇 加工階梯軸時，加工階梯軸時，k kr r=90=90，進

20、行車端面、車外圓和倒角，進行車端面、車外圓和倒角時可選用時可選用k kr r=45=45的彎頭車刀，以減少刀具種類及換刀次數。的彎頭車刀，以減少刀具種類及換刀次數。 ( (三）副偏角三）副偏角k kr r的選擇的選擇副偏角是影響表面粗糙度的主要角度。副偏角是影響表面粗糙度的主要角度。1 1、副偏角的減小，將可降低殘留物面積的高度，提、副偏角的減小，將可降低殘留物面積的高度，提高理論表面粗糙度值。高理論表面粗糙度值。2 2、副偏角減小刀尖強度增大，散熱面積增大，提高、副偏角減小刀尖強度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。刀具耐用度。3 3、副偏角太小會使刀具副后刀面與工件的摩擦，使、副偏角太小會

21、使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動。刀具耐用度降低，另外引起加工中振動。副偏角的選擇原則：副偏角的選擇原則： 在不影響摩擦和在不影響摩擦和振動的條件下，應選振動的條件下，應選取較小的副偏角。取較小的副偏角。主偏角主偏角k kr r、副偏角副偏角k kr r的選用值的選用值四、刀尖形狀的選擇四、刀尖形狀的選擇 刀尖概念刀尖概念：主切削刃與副切削刃連接的地方。：主切削刃與副切削刃連接的地方。 (a)倒角刃倒角刃 (b)圓弧刃圓弧刃 (c)修光刃修光刃 刀尖是刀具強度和散熱條件都很差的地方。切削刀尖是刀具強度和散熱條件都很差的地方。切削過程中，過程中，刀尖切削溫度較高，

22、刀尖切削溫度較高，非常容易磨損。因此在非常容易磨損。因此在刀尖處常有一段直線或圓弧的過渡刃，增加刀尖強度，刀尖處常有一段直線或圓弧的過渡刃，增加刀尖強度，改善散熱條件，提高刀具耐用度，降低加工表面粗糙改善散熱條件，提高刀具耐用度，降低加工表面粗糙度值。但是，過渡刃增大了背向力。度值。但是，過渡刃增大了背向力。倒角刃的優點：倒角刃的優點： 主偏角主偏角 r r和副偏角和副偏角 r r的減小，都可以增強刀尖強的減小，都可以增強刀尖強度，但同時也增大了背向力度，但同時也增大了背向力F Fp p，使得工件變形增大并，使得工件變形增大并引起振動。但如在主、副切引起振動。但如在主、副切削刃之間磨出倒角刀尖

23、。則削刃之間磨出倒角刀尖。則既可增大刀尖角，又不會使既可增大刀尖角，又不會使背向力背向力F Fp p增加多少。增加多少。 倒角刃主要適用于粗加倒角刃主要適用于粗加工、半精加工、間斷切削和工、半精加工、間斷切削和強力切削時使用。強力切削時使用。(a)倒角刃倒角刃圓弧過渡刃：圓弧過渡刃： 增大增大 ，刀具的磨損和破損都可減小，不過，刀具的磨損和破損都可減小，不過，此時背向力此時背向力F Fp p也會增大，容易引起振動。因此，刀也會增大，容易引起振動。因此，刀尖的圓弧半徑尖的圓弧半徑 不宜過大。不宜過大。 修圓刀尖一般在半精加工、精加工中選用；在修圓刀尖一般在半精加工、精加工中選用；在難加工材料切削

24、時也常采用。難加工材料切削時也常采用。 修光刃修光刃 當直線過渡刃平行于進當直線過渡刃平行于進給方向時即為給方向時即為修光刃修光刃。 修光刃的作用修光刃的作用是在大進是在大進給量條件下切削時，仍可以給量條件下切削時，仍可以獲得較小的表面粗糙度值。獲得較小的表面粗糙度值。修光刃主要用于精加工，用修光刃主要用于精加工，用帶有修光刃的車刀切削時，帶有修光刃的車刀切削時，背向力很大，因此要求工藝背向力很大，因此要求工藝系統要有較好的剛性。系統要有較好的剛性。五、刃傾角的選擇五、刃傾角的選擇（一）刃傾角的功用（一）刃傾角的功用1 1、控制切屑的流向（作業）、控制切屑的流向（作業）39切屑沿垂直切削刃的方

25、向流出。切屑沿垂直切削刃的方向流出。 切屑向尾座方向流出，切屑向尾座方向流出，影響已加工表面；影響已加工表面； 切屑向床頭方向流出，切屑向床頭方向流出，影響工人操作；影響工人操作；2 2、控制切削刃切入時，首先與工件接觸的位置；、控制切削刃切入時，首先與工件接觸的位置；4575微量精細加工微量精細加工0工藝系統剛性不足工藝系統剛性不足-5-12車淬硬鋼車淬硬鋼-10-20強力切削強力切削-30-45特大沖擊負荷特大沖擊負荷-5-15有沖擊負荷有沖擊負荷050-5一般鋼料和鑄鐵一般鋼料和鑄鐵精加工精加工粗加工粗加工刃傾角（刃傾角（）切削條件切削條件刃傾角的參考值刃傾角的參考值413 3、控制切削

26、刃在切入和切出時的平穩性；、控制切削刃在切入和切出時的平穩性；4 4、控制背向力、控制背向力F Fp p和進給力和進給力F F 的比值。的比值。（二）刃傾角的選擇（二）刃傾角的選擇 1 1、粗加工時要保證刀具有足夠的強度，一般、粗加工時要保證刀具有足夠的強度，一般取取 s s=0=0-5-5；精加工時為使切屑不流向已加工；精加工時為使切屑不流向已加工表面使其擦傷，選擇表面使其擦傷，選擇 s s=0=0+5+5。 2 2、加工余量不均勻或在其他產生沖擊振動的、加工余量不均勻或在其他產生沖擊振動的切削條件下，應選取絕對值較大的負刃傾角。切削條件下，應選取絕對值較大的負刃傾角。1 1、強度和韌性大的刀具材料選擇大的還是小的前角，、強度和韌性大的刀具材料選擇大的還是小的前角，而脆性大的刀具又如何選擇？而脆性大的刀具又如何選擇？ 強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而強度和韌性大的刀