[车刀基本角度]车刀基本知识
车刀的主要角度及其作用
车刀的主要角度及其作用车刀的主要角度有前角（γ0）、后角（α0）、主偏角（Kr）、副偏角（Kr’）和刃倾角（λs）。
为了确定车刀的角度，要建立三个坐标平面：切削平面、基面和主剖面。
对车削而言，如果不考虑车刀安装和切削运动的影响，切削平面可以认为是铅垂面；基面是水平面；当主切削刃水平时，垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。
（1）前角γ0在主剖面中测量，是前刀面与基面之间的夹角。
其作用是使刀刃锋利，便于切削。
但前角不能太大，否则会削弱刀刃的强度，容易磨损甚至崩坏。
加工塑性材料时，前角可选大些，如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10～20，加工脆性材料，车刀的前角γ0应比粗加工大，以利于刀刃锋利，工件的粗糙度小。
（2）后角α0在主剖面中测量，是主后面与切削平面之间的夹角。
其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦，一般取α0=6～12°，粗车时取小值，精车时取大值。
（3）主偏角Kr在基面中测量，它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。
其作用是：1）可改变主切削刃参加切削的长度，影响刀具寿命。
2）影响径向切削力的大小。
小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度，因而散热较好，对延长刀具使用寿命有利。
但在加工细长轴时，工件刚度不足，小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大，易产生弯曲和振动，因此，主偏角应选大些。
车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种，其中45°多。
（4）副偏角Kr’在基面中测量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。
其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦，以改善已加工表面的精糙度。
在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr相等的条件下，减小副偏角Kr’，可减小车削后的残留面积，从而减小表面粗糙度，一般选取Kr′=5～15°。
（5）刃倾角入λs 在切削平面中测量，是主切削刃与基面的夹角。
其作用主要是控制切屑的流动方向。
一、车刀各种角度常识
六、数控刀具标准点击上面相关内容观看一、车刀的各种角度常识车刀的主要角度前角γo在主剖面P0内测量的前刀面与基面之间的夹角。
前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负和零值之分，其符号规定如图所示。
后角αo 在主剖面P0内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。
后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。
主偏角κr在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。
主偏角一般为正值。
副偏角κr'在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。
副偏角一般为正值。
刃倾角λs在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。
当主切削刃呈水平时，λs=0；刀尖为主切削刃最低点时，λs＜0；刀尖为主切削刃上最高点是，λs＞0，如图示。
点击回到页首二、新型陶瓷刀具简介新型陶瓷刀具的出现，是人类首次通过运用陶瓷材料改革机械切削加工的一场技术革命的成果。
早在２０世纪初，德国与英国已经开始寻求采用陶瓷刀具取代传统的碳素工具钢刀具。
陶瓷材料因其高硬度与耐高温特性成为新一代的刀具材料，但陶瓷也由于其人所共知的脆性受到局限，于是如何克服陶瓷刀具材料的脆性，提高它的韧性，成为近百年来陶瓷刀具研究的主要课题。
陶瓷的应用范围亦日益扩大。
工程技术界努力研制与推广陶瓷刀具的主要原因，（一）是可以大大提高生产效率；（二）是由于构成高速钢与硬质合金的主要成分钨资源在全球范围内的枯竭所决定。
２０世纪８０年代初估计，全世界已探明的钨资源仅够使用５０年时间。
钨是世界上最稀缺的资源，但其在切削刀具材料中的消耗却很大，从而导致钨矿价格不断攀升，几十年中上涨好多倍，这在一定程度上也促进了陶瓷刀具研制与推广，陶瓷刀具材料的研制开发取得了令人瞩目的成果。
到目前为止，用作陶瓷刀具的材料已形成氧化铝陶瓷，氧化铝—金属系陶瓷、氧化铝—碳化物陶瓷、氧化铝—碳化物金属陶瓷、氧化铝—氮化物金属陶瓷及最新研究成功的氮化硼陶瓷刀具。
就世界范围讲，德国陶瓷刀具已不仅用于普通机床，且已将其作为一种高效、稳定可靠的刀具用于数控机床加工及自动化生产线。
车刀的几何角度及选择原则
车刀的几何角度及选择原则newmaker为了决定车刀刃口的锋利程度及其在空间的位置，必须建立一个坐标系，该坐标系由三个基准平面构成。
下面以外圆车刀为例，介绍车刀的几何角度。
如图所示。
基面：过主切削刃选定点的平面，此平面在主切削刃为水平时包含主刀刃并与车刀安装底面即水平面平行，此平面主要作为度量前刀面在空间位置的基准平面。
切削平面：过主切削刃选定点与主切削刃相切，并与基面相垂直的平面。
此平面主要作为度量主后刀面在空间位置的基准面。
主剖面：过主切削刃选定点并同时垂直于基面和主切削平面的平面。
（1）、前角γ0 前刀面与基面的夹角，在主剖面中测量。
前角的大小影响切削刃锋利程度及强度。
增大前角可使刃口锋利，切削力减小，切削温度降低，但过大的前角，会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。
取值范围为：-8°到+15°。
选择前角的一般原则是：前角数值的大小与刀具切削部分材料、被加工材料、工作条件等都有关系。
刀具切削部分材料性脆、强度低时，前角应取小值。
工件材料强度和硬度低时，可选取较大前角。
在重切削和有冲击的工作条件时，前角只能取较小值，有时甚至取负值。
一般是在保证刀具刃口强度的条件下，尽量选用大前角。
如硬质合金车刀加工钢材料时前角值可选5°-15°。
（2）、主后角α0 主后刀面与切削平面间的夹角，在主剖面中测量。
其作用为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，一般为0到8°。
（3）、主偏角κ r 主切削刃与进给方向间的夹角，在基面中测量。
其作用体现在影响切削刃工作长度、吃刀抗力、刀尖强度和散热条件。
主偏角越小，吃刀抗力越大，切削刃工作长度越长，散热条件越好。
选择原则是：工件粗大刚性好时，可取小值；车细长轴时为了减少径向切削抗力，以免工件弯曲，宜选取较大的值。
常用在15°到90°之间。
（4）、副偏角κ 'r 副切削刃与进给反方向间的夹角，在基面中测量。
车刀的几何角度及切削参数
4．刀尖形状的选择 刀尖概念：主切削刃与副切削刃连接的地方 刀尖是刀具强度和散热条件都很差的地方。切 削过程中，刀尖切削温度较高，非常容易磨损， 因此增强刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖对 已加工表面粗糙度有很大影响。
Hale Waihona Puke (a)倒角刃(b)圆弧刃
(c)修光刃
1、工件材料强度或硬度较高时，为加强切 削刃，一般采用较小后角。 2、对于塑性较大材料，已加工表面易产生 加工硬化时，后刀面摩擦对刀具磨损和加 工表面质量影响较大时，一般取较大后角。
在一定切削条件下的基本选择方法
1．前角和前刀面形状的选择 2．后角及形状的选择 3．主偏角、副偏角的选择
：
4．刀尖形状的选择 5．刃倾角的选择
1．前角和前刀面形状的选择
（1）
前角的选择： 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决定。
B、主偏角κr的增大或减小对切削加工不利的一面 主偏角的减小也会产生不良影响。因为根据切削 力分析可以得知，主偏角κr减小，将使背向力Fp 增大，从而使切削时产生的挠度增大，降低加工 精度。同时背向力的增大将引起振动。 因此主偏角的减小对刀具耐用度和加工精度产生 不利影响。
②、工艺系统刚性较差时 （工件长径比lw/dw = 612） ，或带有冲击性的切削，主偏角κr可以取大 值，一般κr＝60o～75o，甚至主偏角κr可以大于 90o，以避免加工时振动。 硬质合金刀具车刀的主偏角多为60o～75o 。 ③、根据工件加工要求选择。 当车阶梯轴时， κr ＝90o；同一把刀具加工外圆、 端面和倒角时， κr ＝45o。
车刀基本知识介绍(全)
（3）切断刀 用来切断工件或在工件上切 槽。 （4）圆头刀 用来车削工件的圆弧面或成形 面。 （5）螺纹车刀 用来车削螺纹
2、车刀的用途
B．按结构可分为：
• ① 整体式车刀
刀头部分和刀杆部分均为同一种材料。用作整体 式车刀的刀具材料一般是整体高速钢。 • ② 焊接式车刀 刀头部分和刀杆部分分属两种材料。即刀杆上 镶焊硬质合金刀片，而后经刃磨所形成的车刀。 如上图所示均为焊接式车刀。
③硬质合金可转位（不重磨、机械 夹固式）车刀
刀头部分和刀杆部分分属两种材料。它是将硬质合 金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上的,如下图 所示。它又分为机夹重磨式和机夹不重磨式两种 车刀。两者区别在于：后者刀片形状为多边形， 即多条切削刃，多个刀尖，用钝后只需将刀片转 位即可使新的刀尖和刀刃进行切削而不须重新刃 磨；前者刀片则只有一个刀尖和一个刀刃，用钝 后就必须的刃磨。刀片采用机械夹固方式装夹在 刀杆上，当刀片上一个切削刃磨钝后，只需将刀 片转过一个角度即可继续切削，从而大大缩短了 换刀和磨刀的时间，并提高了刀杆的利用率。
• 3、主偏角Kr的作用是减小主偏角可改
善切削刃的散热性能. 主偏角的选择:当工件刚性较差时,应选 择较大的主偏角;车细长轴时,为减小径 向力应选较大的主偏角;工件硬度高选 较小主偏角.主偏角通常取45°--90°.
• 4、副偏角Kr′的作用主要是减小副切削刃与
工件之间的摩擦,并改善工件的表面粗糙度. 副偏角一般可取10°--15°. • 5、刃倾角λs
二、车刀的角度及其初步选择
1、车刀的组成 任何车刀都是由刀头（或刀 片）和刀体两部分组成的。刀头担负切削 工作，又叫切削部分。刀体用来装夹到车 床刀架上。
刀头是由若干个刀面和切削刃组成 （如下图）
车刀几何角度及其作用
A正值
B负值
一、车刀的几何角度
基本角度 基 面Pr：
ΚΚ’
r r
εr
β
o
主截面Po ：γo 切削面Ps:
αo
λs
车刀的几何角度及其作用
一、车刀的几何角度
基本角度 基 面Pr：
ΚΚ’
r r
εr
β
o
主截面Po ：γo 切削面Ps:
αo
λs
二、车刀几何角度的作用
1.主偏角 主偏角
Κr
改变主切削刃和刀头的受力和 散热情况
减小 ，轴向力FX 增加 。 ◇主偏角增大，径向力FY
◇加工细长轴，主偏角应选择（
C ）车刀。
A45° B75° C90°
二、车刀几何角度的作用
2.副偏角 Κr ’ 副偏角 减少副切削刃与工件已加工表 面的摩擦，影响表面质量。
◇精加工时，应选择（
B
）的副偏角
A.较大
B.较小
二、车刀几何角度的作用
3.前角 γo 前角 影响刃口的锋利程度和强度， 影响切削变形和切削力。
减小 ，切削力 减小 。 ◇前角增大，变形
◇粗加工或加工不连续表面，要选择 B 的前角
A较大
B较小
C无所谓
二、车刀几何角度的作用
4.后角αo 后角
减少车刀后刀面与工件的摩擦， 影响切削刃和刀头的强度。
◇精加工时，要选择Fra bibliotekA的后角 C无所谓
A较大
B较小
二、车刀几何角度的作用
5.刃倾角 λs 刃倾角 主要作用是控制排屑方向
◇刀尖位于切削刃的最高点时， λs 为正值，切屑 流向待加工表面 ◇刀尖位于切削刃的最低点时，λs为负值，切屑 流向已加工表面 ◇精加工时，要选择 A 的后角
车刀种类和刀刃角度选取原则
正交平面参考系
1.正交平面参考系时各参考面 ：（右图）
——过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面（或轴线）的平面。
——过切削刃选定点与 切削刃相切并垂直于基面的平面。
切削平面ps
正交平面po
基面pr
2. 刀具的标注角度
前角γo ——在主切削刃选定点的正交平面po内，前刀面与基面之间的夹角。 后角αo ——在正交平面po内，主后刀面与切削平面之间的夹角。
3.在一定切削条件下的基本选择方法 ：
1)前角和前刀面形状的选择
5)刃倾角的选择
3)主偏角、副偏角的选择
2)后角及形状的选择
4)刀尖形状的选择
1．前角和前刀面形状的选择 （1） 前角的选择： 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决定。
三分手艺、七分刀
徒弟的手、师傅的刀
重要性
1.磨刀步骤(图a～d)
(a) (b) (c) (d) 图a～d 刃磨外圆车刀的一般步骤 a)磨前刀面 b)磨主后刀面 c)磨副后刀面 d)磨刀尖圆弧
C、负前角平面型 （右图） 特点：切削刃强度较好， 但刀刃较钝，切削变形大。 主要用于硬脆刀具材料。加工高强度高硬度材料，如淬火钢。 图示类型负前角后部加有正前角，有利于切屑流出。
刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度
4 主切削刃s 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边。
6 刀尖 刀尖可以是主、副切削刃的实际交点,也可以是主、副两条切削刃连接起来的一小段切削刃,它可以是圆弧,也可以是直线,通常都称为过渡刃
3 副后刀面A`α 与已加工表面相对的刀面。
2 在基面内测量
主偏角Κr =∠“S 在基面上的投影”与Vf 副偏角Κr′ =∠“S′在基面上的投影”与“Vf 的反向”
主偏角Κr和副偏角Κr′立体图示
3 在切削平面上测量
刃倾角λs = ∠S与Pγ ：刀尖最高—>正,刀尖最低—>负
刃倾角λs立体图示
刃倾角λs正负图示
思考： 若刀尖低于工件中心,刀具工作前、后角将如何变化
3 .纵向进给运动对工作角度的影响
1 纵向进给影响
扳动小拖板车外锥面时,由于刀具进给方向与工件轴线偏了μ,引起工作主偏角减小,工作副偏角增大
2 横向进给影响
切削刃的工作前角增加,工作后角减少。
圆周切线方向
阿基米德螺旋线的切线方向
商务 图标元素
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பைடு நூலகம்
商务 图标元素
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2 假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于刀具便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线 如车刀底面、车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等 。反之也可以说,假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。 即：选定点与工件中心等高
1 两个假定条件
2. 正交平面参考系 pr-ps-po
基面Pγ： Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面 车刀
车刀的主要角度
演示
①基面（ Pr ）：通过车刀主切削刃上一选定点并与该点切削 速度 方向垂直的平面；
②切削平面（ Ps ）：过车刀主切削刃上一选定点并与加工 表面相切的平面；
③截面（ Po ）：垂直与过改点的切削平面与基面的平面。
注：三者关系是互相垂直。
车刀的主要角度
1、 在主截面内测量的角度： ①前角γ0：前刀面与基面之间的夹角； ②后角α0 ：后刀面与切削平面之间的夹角； ③契角β0：前后刀面之间的夹角。 注：三者关系为γ0+α0 + β0=900
作用。
过程与方法： 通过“行为引导型教学法” 运用多媒体并结合演示教具分析车
的几何角度，创造生动的情境，增强直观的推理能力。
价值情感：
培养学生的分析能力、解决问题的能力及口头表达的能力。
重点难点
1、教学重点：车刀切削部分的几何要素和七个主要角度 的定义与标注。
2、教学难点：确定车刀角度的三个基准坐标平面和刃倾角。
巩固练习
1、请你说出下面弯头车刀的组成 3、主切削刃与基面之间的夹
角叫（
）。
4、基面、切削平面和截面 三者之间的关系是什么？
2、前刀面与基面之间的夹角
叫（
）。
5、前角、主后角和楔角之 间的关系。
6、主、副偏角和刀尖角 之的关系。
刀头 前面
副切削刃 副后面
刀杆
主切削 刃 刀尖
主后面
主剖面Po： ⊥ Ps ⊥ Pr
复习导入
1、对刀具切削部分材料的基本要求？ 硬度高、耐磨性好、耐热性好、有足够的强度与韧性、
有良好的工艺性 。
2、常用的刀具材料有哪两大类？ 高速刚和硬质合金。高速钢工艺性好、韧性好能承受
较大的冲击，但耐热性差；硬质合金高硬度，耐磨耐热性 好，但韧性差 。
车刀基本知识介绍(全)
• 2,后角α0的作用是减小后刀面与工件之间的摩
擦,影响刀刃的强度和锋利程度. 后角的选择:粗车时,切削深,进给快,要求车刀有足 够的强度,应选择较小的后角.精车时,为减小后刀 面与工件过渡表面的摩擦,保持刃口的锋利,应选 较大的后角.切削力较大时,应选取较小的后角. 加工塑性材料时后角取大一些,加工脆性材料时后 角取小些.高速钢车刀的后角一般可6°--12°,硬 质合金钢车刀可取2--12.粗车时,后角一般取3°-6°;精车时,后角一般取6°--12°.
• 以上即是俗称的车刀切削部分的“三面两
刃一尖”。其组成如下：
4、车刀的角度的主要作用及选择原则
• 1,前角γ0的作用是减小切屑的变形,增大前角可使车刀
刃口锋利,减小切削力,降低切削温度,但过大前角会使 刀刃的散热条件变差,刃口强度降低,易崩刃 前角的选择:前角选择的原则是在刀具强度允许的情况 下,尽量选取较大的前角（锐中有固）. 前角的大小与刀具材料,切削工作条件及被切材料有关. 切削塑性材料时,一般取较大的前角;切脆性材料时,一 般取较小的前角.当切削有冲击时,前角应取小值,甚至 取负角.硬质合金车刀的前角一般比高速钢车刀的前角 要小.加工材料由硬到软,对于高速钢车刀,前角可取 5°--30°;对于硬质合金钢车刀,前角一般取-15°-30°.
二、车刀的角度及其初步选择
1、车刀的组成 任何车刀都是由刀头（或刀 片）和刀体两部分组成的。刀头担负切削 工作，又叫切削部分。刀体用来装夹到车 床刀架上。
刀头是由若干个刀面和切削刃组成 （如下图）
（1）前刀面 ：切削时，切屑流出所经过表 面。 （2） 后刀面 ：分主后刀面和副后刀面。主 后刀面与工件过渡表面相对的刀面；副后 刀面与已加工表面相对的刀面。 （3 ）主切削刃：前后刀面的交线，担负主 要的切削工作，也称主切削刃或主刀刃； （4）副切削刃：前面与副后刀面的交线， 配合切削刃完成切削工作，并形成已加工 表面，也称副刀刃； （5）刀尖：主副刀刃的交点，它可以是一个 点、直线或圆弧。
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[车刀基本角度]车刀基本知识
1、车刀基本知识——车刀的组成
车刀由刀头和刀体两部分组成。
刀头用于切削，刀体用于安装。
刀头一般由三面，两刃、一尖组成。
前刀面是切屑流经过的表面。
主后刀面是与工件切削表面相对的表面。
副后刀面是与工件已加工表面相对的表面。
主切削刃是前刀面与主后刀面的交线，担负主要的切削工作。
副切削刃是前刀面与副后刀面的交线，担负少量的切削工作，起一定的修光作用。
刀尖是主切削刃与副切削刃的相交部分，一般为一小段过渡圆弧。
2、车刀基本知识——车刀的结构形式
最常用的车刀结构形式有以下两种：
(1)整体车刀刀头的切削部分是靠刃磨得到的，整体车刀的材料多用高速钢制成，一般用于低速切削。
(2)焊接车刀将硬质合金刀片焊在刀头部位，不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。
焊接的硬质合金车刀，可用于高速切削。
3、车刀基本知识——车刀的主要角度及其作用
车刀的主要角度有前角(γ0)、后角(α0)、主偏角(kr)、副
偏角(kr’)和刃倾角(λs)。
为了确定车刀的角度，要建立三个坐标平面：切削平面、基面和主剖面。
对车削而言，如果不考虑车刀安装和切削运动的影响，切削平面可以认为是铅垂面;基面是水平面;当主切削刃水平时，垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。
(1)前角γ0在主剖面中测量，是前刀面与基面之间的夹角。
其作用是使刀刃锋利，便于切削。
但前角不能太大，否则会削弱刀刃的强度，容易磨损甚至崩坏。
加工塑性材料时，前角可选大些，如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10～20，加工脆性材料，车刀的前角γ0应比粗加工大，以利于刀刃锋利，工件的粗糙度小。
(2)后角α0在主剖面中测量，是主后面与切削平面之间的夹角。
其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦，一般取α0=6～12°，粗车时取小值，精车时取大值。
(3)主偏角kr在基面中测量，它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。
其作用是：
1)可改变主切削刃参加切削的长度，影响刀具寿命。
2)影响径向切削力的大小。
小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度，因而散热较好，对延长刀具使用寿命有利。
但在加工细长轴时，工件刚度不足，小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大，易产生弯曲和振动，因此，主偏角应选大些。
车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种，其中45°多。
(4)副偏角kr’在基面中测量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。
其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之
间的摩擦，以改善已加工表面的精糙度。
在切削深度ap、进给量f、主偏角kr相等的条件下，减小副偏角kr’，可减小车削后的残留面积，从而减小表面粗糙度，一般选取kr′=5～15°。
(5)刃倾角入λs 在切削平面中测量，是主切削刃与基面的夹角。
其作用主要是控制切屑的流动方向。
主切削刃与基面平行，λs=0;刀尖处于主切削刃的最低点，λs为负值，刀尖强度增大，切屑流向已加工表面，用于粗加工;刀尖处于主切削刃的最高点，λs为正值，刀尖强度削弱，切屑流向待加工表面，用于精加工。
车刀刃倾角λs，一般在-5-+5°之间选取。