第四節刀具幾何參數的合理選擇主要教學內容：

§4刀具幾何參數的合理選擇

前角的選擇

后角的選擇

主偏角及副偏角的選擇

刀刃角的選擇第四節刀具幾何參數的合理選擇教學目的：理解切削用量的選擇原則和切削液的作用掌握切削用量的選擇方法和切削液的選用。教學重點：切削用量中背吃刀量、進給量和切削速度的選擇。教學難點：不同加工過程中背吃刀量、進給量和切削速度的選擇。一、前角的選擇（一）前角的功用前角的功用主要影響切削變形和切削力的大小及刀具耐用度和表面質量的高低。增大前角使切削變形和摩擦減少，故切削力小、切削熱少，加工表面質量高。但前角過大，刀具強度降低，散熱體積減少，刀耐用度下降。減少前角，刀具強度提高，刀屑變形增大，易斷屑。但前角過小，會使切削力和切削熱增加，道具耐用度降低。一、前角的選擇（二）合理前角的選擇原則①刀具材料：脆性↑→γo↓（高速鋼→γo↑，硬質合金→γo↓，陶瓷→γo↓）②工件材料：塑性材料→γo↑,脆性材料→γo↓,強度→γo↓,硬度→γo↓

③加工要求：粗加工→γo↓,斷續切削→γo↓,精加工→γo↑

④機床功率和系統剛度:功率大剛度高γο↓,數控機床、自動線：γο↓二、后角的選擇（一）后角的功用后角的主要功用是減小主后刀面與過渡表面的彈性恢復層之間的摩擦，減輕刀具磨損。后角小使主后刀面與工件表面的摩擦加劇，刀具磨損加大，工件冷硬程度增加，加工表面質量差；尤其是切削厚度較小時，由于刃口鈍圓半徑的影響，上述情況更為嚴重。后角增大，摩擦減小，也減小了刃口鈍圓半徑，這對切削厚度較小的情況有利，但使刀刃強度和散熱情況變差。二、后角的選擇（二）合理后角的選擇原則①粗加工：ａo↓,精加工：ａo↓②塑性材料:ａo↑,脆性材料:ａo↓,硬度高:ａo↓,強度高ａo↓

③工藝系統：剛度高ａo↓三、前后刀面的形式及選擇（1）前刀面常見的形式及其選擇：（如圖）

三、前后刀面的形式及選擇（1）前刀面常見的形式及其選擇：a、正前角單平面型：精加工刀具、復雜刀具加工脆性材料的刀具

b、正前角曲面帶倒棱型：加工塑性材料的刀具

c、負前角單平面型：后刀面磨損刀具

d、負前角雙平面型：前后刀面磨損的刀具注意：區別負前角與負倒棱三、前后刀面的形式及選擇（1）前刀面常見的形式及其選擇：注意：區別負前角與負倒棱三、前后刀面的形式及選擇（2）后刀面的常見形式①單一后刀面：基本形式、常用，精加工刀用②有刃帶的后刀面：可增加刀具耐磨性，定尺寸刀具用③帶消振棱的后刀面：可抑制振動，加工時容易振動使用④雙重或三重后刀面：可增加刃口強度，較少后刀面磨損四、主主偏角角及負負偏角角的選選擇（一））主偏偏角的的功用用及合合理主主偏角角的選選擇1、主偏偏角的的功用用主偏角角的功功用主主要影影響刀刀具耐耐用度度、已已加工工表面面粗糙糙度及及切削削力的的大小小。主主偏角角κr較小，，則刀刀頭強強度高高，散散熱條條件好好，已已加工工表面面殘留留面積積高度度小，，作用用主切切削刃刃的長長度長長，單單位作作用主主切削削上的的切削削負荷荷小；；其負負面效效應為為背向向力大大，切切削厚厚度小小，斷斷屑效效果差差。主主偏角角較大大時，，所產產生的的影響響與上上述完完全相相反。。四、主主偏角角及負負偏角角的選選擇2、主偏偏角的的選擇擇①系系統剛剛度：：剛度度好，，Kr取小值值，剛剛度差差，Kr取大值值。②工工件形形狀：：Kr按工件件階梯梯的角角度選選。③工工件材材料：：工件件很硬硬時，，Kr取小值值。④散散熱條條件：：需要要時加加強散散熱時時，Kr取小值值。⑤⑤產產量條條件：：需要要刀具具通用用性好好時,取Kr＝90°°、Kr＝45°°四、主主偏角角及負負偏角角的選選擇（二））副偏偏角的的功用用及合合理副副偏角角的選選擇1、副偏偏角的的功用用負偏角角的功功用主主要是是減小小副切切削刃刃和已已加工工表面面的摩摩擦。。較小小的副副偏角角，可可減小小殘留留面積積高度度，提提高刀刀具強強度和和改善善散熱熱條件件，但但將增增加副副后刀刀面與與已加加工表表面之之間的的摩擦擦，且且易引引起振振動。。四、主主偏角角及負負偏角角的選選擇2、副偏偏角的的選擇擇1）一般般刀具具的副副偏角角，，在不不引起起振動動的情情況下下，可可選取取較小小的副副偏角角，如如車刀刀、刨刨刀均均可取取κr`=5度~10度2）精加加工刀刀具的的副偏偏角應應取的的小一一些，，以減減小殘殘留面面積，，從而而減小小表面面粗糙糙度。。3）加工工強度度、高高硬度度材料料或斷斷續切切削時時，應應取較較小的的副偏偏角（（κr`=4度~6度）4）切斷斷刀、、鋸片片刀和和槽銑銑刀等等，為為了保保證刀刀頭強強度和和重磨磨后刀刀頭寬寬度變變化較較小，，只能能取很很小的的副偏偏角。。（κr`=1度~2度）五、刃刃傾角角的功功用（一））刃傾傾角的的功用用刃傾角角主要要影響響切削削流向向和刀刀尖強強度。。刃傾傾角為為正值值，切切削開開始為為正值值，切切削開開始時時刀尖尖與工工件接接觸，，切屑屑流向向待加加工表表面，，可避避免纏纏繞和和劃傷傷已加加工表表面，，對半半精加加工、、精加加工有有利。。刃傾傾角為為負值值。切切削開開始時時刀尖尖后接接觸工工件，，切屑屑流向向已加加工表表面，，容易易將已已加工工表面面劃傷傷；在在粗加加工開開始時時，尤尤其是是在斷斷續切切削時時，可可避免免刀尖尖受沖沖擊，，起保保護刀刀尖的的作用用，并并可改改善刀刀具散散熱條條件。。五、刃刃傾角角的功功用（一））刃傾傾角的的功用用五、刃刃傾角角的功功用（二））刃傾傾角的的選擇擇刃傾角角：使使刀具具刃口口鋒利利，切切削平平穩原則：：1）粗加加工λS<0（保護護刀尖尖）精精加工工λS>0（使FP小些））2）斷續續切削削：λS<0（保護護刀尖尖）3）工件件σb、HB大：λS<0（保護護刀尖尖）4）系統統剛性性差：：λS>0（使FP小些））5）微量量切削削：λS取大值值(使刀具具實際際刃口口半徑徑↓））面間的的摩擦擦。一一般車車刀、、刨刀刀等的的副后后角取取得與與主后后角相相等；；而切切斷到到、切切槽刀刀及鋸鋸刀銑銑刀等等的副副后角角因受受刀頭頭強