刀具切削部分的几何角度
刀具几何角度及切削要素
(2) 切削平面PS内的角度 λs：在切削平面PS内测量的主切削刃S与基面 Pr间的夹角称刃倾角； λs有正负之分，刀尖位于切割刃的最高点时定 为（“+”）、反之为负（“-”），它影响切 屑流向和刀尖强度；粗加工时，取负值，增大 刀尖强度；精加工时，取正值或零，避免切屑 划伤已加工表面。
a） b） c）
实际使用的刀具切削部分放大形状
1.2.2刀具角度的坐标平面与参考系
标注坐标系--静态参考系--刀具角度 它是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量 角度时基准。 工作坐标系--动态参考系--工作角度
它是确定刀具切削运动中角度的基准。
刀具切削部分的各个面、刃的空间位置常常用这 些面、刃相对某些坐标平面的几何角度来表示， 基面 Pr ：过切削刃上选 定点，以该点切削速度为 这样就必须将刀具置于空间坐标平面参考系内。 法线。与刀具底面平行。 该参考系包括参考坐标平面和测量坐标平面。
普通车刀、刨刀的基面平行于刀具底面。钻头和
铣刀等旋转类刀具，其切削刃上各点的主运动(即回
转运动)方向都垂直于通过该点并包含刀具旋转轴线
的平面，故其基面Pr就是刀具的轴向平面。
2）切削平面 Ps
通过切削刃上选定点与切削刃相切，并垂直于基 面的平面；也就是切削刃与切削速度方向构成的平面。 基面和切削平面是两个十分重要的参考平面。这 两个参考平面加上以下所述的任一剖面，便构成不同
零件不同表面加工时的切削运动
刨削：主运动——刨刀的直线运动
进给运动——工件移动 钻削：主运动——钻头旋转 进给运动——钻头轴向移动 插齿：主运动——插齿刀上下运动 进给运动——工件分度运动等 车外圆：主运动——工件高速旋转 进给运动——车刀轴向运动
第一章刀具几何角度及切削要素
5.正交平面与法平面系的角度换算
正交平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃在基面 上投影的平面
法平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃的平面
Po内测量的角度： γ0， α0， β0 Pn内测量的角度，γn ，αn ，βn
tanγn = tanγocosλs tan αncosλs = tan α0
垂直于基面的任一剖面与正交平面角度换算
● 45度弯头车刀
12前面：γ0，λs 12后面：α0，κr 23副后面：α’0，κ’r 14副后面：α’0，κ’r
四、 刀具的工作角度 (在工作状态下的切削角度)
讨论2个问题
★刀具工作坐标系是如何建立的 ★当标注角度已知的时候，如何计算工作角度
以刀具与工件的相对 位置、相对运动为基础所 建立的工作参考系定义的 角度
一、 切削层参数
★切削层
★切削厚度hD ★切削宽度bD
1. 切削层
工件（刀具）每转 一圈,刀具切削刃从工 件上切削下来转化为切 屑的金属层,称为切削 层
2. 切削公称厚度hD
垂直与工件过渡表面方向切削层的尺寸 ➢ 当λs ＝0时的外圆车刀纵车：
hD = f sin κr
3. 切削宽度bD
沿着工件过渡表面方向切削层的尺寸，等于 主切削刃工作长度在基面的投影
第一章
刀具几何角度及切削 要素
Tool angles and element factors of cut
主要内容
一、切削运动与切削用量 二、刀具切削部分的基本定义及参考系 三、刀具角度 四、切削层参数与切削方式
什么叫做金属切削加工？
➢ 金属切削加工 用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，
从而获得在形状、尺寸精度、表面质量上都符合 预定要求的加工。 ➢ 切削加工工艺系统
刀具几何角度45°切断刀主要角度标注
一、一面二角分析法
表示空间任意一个平面方位的定向角度只需两个，所以判断刀具切削部分需要标注的独立角度数量可用一面二角分析法确定。
即刀具需要标注的独立角度数量是刀面数量的二倍。
分析任何一种刀具，包括钻头、铣刀、等复杂刀具几何参数时，都可将复杂的刃形分为一个个切削刃，每个切削刃应有前、后两个刀面、每个刀面应标注两个独立角度。
例如用γo和λs 两角确定前面的方位，用αo、Кr两角可确定后面的方位，用Кr和λs两角可确定主切削刃的方位。
二、切断刀分析与标注
如图所示的切断刀有一条切削刃，两个刀尖、两条副切削刃组成。
其中两条副切削刃与主切
削刃同时处在一个前刀面上，因此，这把切断刀共有4个刀
面。
4×2=8，需要标注的独立角度共有8个。
习惯上标注左
切削刃上的主偏角、刃倾角，而右刃角度是派生角度。
因此，
切断刀各刀面的定向角是：
前面定向角：γo、λsL；后面定向角：αo、КrL；左
副后面定向角α`oL、КrL`；右副后面定向角α`oR、
КrR`
三、法平面参考系角度标
注
四、
其它参考系
1、假定工作平面参考系由P r、P f、P p三个平面组成。
其中：
(1) 假定进给平面P f 过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。
(2) 假定切
深平面(背平面)P p过过切削刃选定点既垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。
刀具切削部分的几何形状和角度解析
三、刀具切削部分的几何角度
1、度量刀具角度的参考系
刀具静止参考系 ——用于定义刀具在设计、 制造、刃磨和测量时刀 （标注角度） 具几何参数的参考系。
刀具工作参考系 ——规定刀具进行切削加工
（工作角度） 时几何参数的参考系。
2、刀具静止参考系
基面pr ——过切削刃选定点平行 或垂直刀具安装面（或轴线）的 平面。
尖形刀尖
修圆刀尖
倒角刀尖
主讲： 骆志强
一、 刀具的组成部分
刀体 ——刀具上夹持刀条或 刀片的部分。 刀柄 ——刀具上的夹持部分。 刀头 ——担负切削工作，又 称切削部分。
二、刀具切削部分的组成
ຫໍສະໝຸດ 前刀面Aγ ——切屑沿其流出的表面。 主后刀面Aα ——与过渡表面相对的面。 副后刀面Aαˊ ——与已加工表面相对的面。 ——前刀面与主后刀面相交形 成的刀刃。 主切削刃 S ——前刀面与副后刀面相交形 副切削刃 Sˊ 成的刀刃。 ——主、副切削刃连接处的一小部分 刀尖 切削刃。(刀尖类型)
主偏角κr ——主切削平面 与假定工作平面之间的夹角。 ——副切削平 面与假定工作平面之间的夹 副偏角κr ˊ 角。 ——主切削平面 刀尖角εr 与副切削平面之间的夹角。
思考： κr 、 κr ˊ 、 εr 之间的 关系？ εr ＝180°－（ κr ＋ κr ˊ ） （3）在切削平面中测量的角度
切削平面ps ——过切削刃选定点 与切削刃相切并垂直于基面的平 面。 正交平面po ——过切削刃选定 点同时垂直于切削平面和基面的 平面。 法平面Pn ——过切削刃选定点 并垂直于主切削刃的平面。
正交平面参考系
刀具几何角度的测量实验报告
刀具几何角度的测量实验报告刀具几何角度的测量实验报告引言：刀具在机械加工领域中起着至关重要的作用。
而刀具的几何角度对于其性能和加工效果有着直接的影响。
因此，准确测量刀具的几何角度是非常重要的。
本实验旨在通过一系列测量实验，探究刀具几何角度的影响以及测量方法的准确性。
实验一：刀具的切削角度测量在切削过程中，刀具的切削角度直接影响着切削力和切削刃的寿命。
本实验使用了专用的角度测量仪器，通过将刀具固定在测量仪器上，准确测量了刀具的切削角度。
实验结果显示，切削角度的大小与切削力呈正相关关系。
较大的切削角度可以减小切削力，但过大的切削角度会导致切削刃的过早磨损。
因此，在实际加工中，需要根据具体情况选择适当的切削角度。
实验二：刀具的前角度测量刀具的前角度是指刀具刃的前面与切削面之间的夹角。
该角度的大小直接影响着切削刃的尖锐度和切削质量。
本实验使用了光学显微镜，通过观察切削刃的形态，测量了刀具的前角度。
实验结果显示，较小的前角度可以使切削刃更加尖锐，提高切削质量。
然而，过小的前角度会导致切削刃容易损坏。
因此，在实际加工中，需要根据材料的硬度和切削条件选择适当的前角度。
实验三：刀具的后角度测量刀具的后角度是指刀具刃的后面与切削面之间的夹角。
该角度的大小对切削刃的排屑性能和切削质量有着重要影响。
本实验使用了扫描电子显微镜，通过观察切削刃的形态，测量了刀具的后角度。
实验结果显示，较小的后角度可以改善切削刃的排屑性能，提高切削质量。
然而，过小的后角度会导致切削刃的容易断裂。
因此，在实际加工中，需要根据切削材料的特性选择适当的后角度。
实验四：刀具的侧后角度测量刀具的侧后角度是指刀具刃的侧面与切削面之间的夹角。
该角度的大小对切削刃的切削力和切削质量有着重要影响。
本实验使用了数字显微镜，通过测量切削刃的形态，准确测量了刀具的侧后角度。
实验结果显示，适当的侧后角度可以减小切削力，提高切削质量。
然而，过大的侧后角度会导致切削刃的易损性增加。
中级机修钳工简答题
中级机修钳工简答题中级机修钳工简答题1、金属切削刀具切削部分的材料应具备哪些要求？答：高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性和良好的工艺性。
2、刀具切削部分的主要几何角度有哪些？答：有前角、后角、主偏角、副后角、副偏角。
3、常见的切屑类型有哪些？答：有带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。
4、影响刀具寿命的因素有哪些？答：有工件材料、刀具材料、刀具几何参数、切削用量。
5、什么是机床夹具？答：在机床上加工工件时，用来安装工件以确定工件与刀具的相对位置，并将工件夹紧的装置称为机床夹具。
6、机床夹具的作用是什么？答：作用是：保证加工精度；提高劳动生产率；扩大机床的加工范围。
7、什么是“六点定则”？答：用适当分布的六个定位支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即简称为“六点定则”。
8、机床夹具中常用的夹紧装置有哪些？答：楔块夹紧装置、螺旋夹紧装置、螺旋压板夹紧装置、偏心夹紧装置。
9、钻床夹具主要有哪些类型？答：主要有固定式钻床夹具、移动式钻床夹具、回转式钻床夹具、翻转式钻床夹具。
10、液压传动的工作原理是什么？答：液压传动的工作原理是以油液作为工作介质，依靠密封容积变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。
11、什么是液压传动的液体压力？答：液压传动中，液体与其他物体接触面上单位面积所受的力，称为液体压力，单位是帕（或牛／平方米）。
12、液流连续性的原理是什么？答：液流连续性原理是液体经无分支管道时，每一横截面上通过的流量一定相等，并且内部的压力在各个方向一致。
13、从工作性质上看，液压传动有哪些优缺点？答：从工作性质上看，液压传动的优点是速度、转矩、功率均可作无级调节，能迅速换向和变速、调速范围宽、动作快速性好。
缺点是速比不如机械传动准确，传动效率低。
14、什么是泄漏？答：在正常情况下，从液压元件的密封间隙漏出少量油液，这种现象称为泄漏。
15、畸形工件划线时，工件如何进行安放？答：由于畸型工件往往缺乏平坦和规则的表面，故直接安放在平台上一般都不太方便，此时可利用一些辅助工具来解决。
刀具切削部分几何参数
刀面
前刀面 后刀面 副后刀面
图3-1 车刀切削部分的组成要素
刀刃
主切削刃 副切削刃 刀尖
一、刀具切削部分的构成
图3-2 刀尖的类型
二、刀具的静态角度
确定刀具角度的坐标参考系：
实际合成切削运动方向 工作参考系 进给运动方向
刀具实际安装位置
二、刀具的静态角度
确定刀具角度的坐标参考系：
1. 刀具静止参考系
(3) 正交平面Po ： 正交平面为垂直于切削刃在基面上的投影
的平面。 由基准平面Pr — Ps — Po组成的静止参考系 称为刀具的正交平面参考系。
图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动 方向，vf表示假定的进给运动方向）
1. 刀具静止参考系
（4）法平面Pn ：通过切削刃选定点并垂直于切 削刃的平面。
1. 刀具静止参考系
（6）背平面Pp：通过切削刃上选定点，同时垂 直于基面和假定工作平面的平面。
1. 刀具静止参考系
（6）背平面Pp：通过切削刃上选定点，同时垂 直于基面和假定工作平面的平面。 由基准平面Pr — Pf — Pp组成的静止参考系 称为刀具的假定工作平面—背平面参考系。
图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动 方向，vf表示假定的进给运动方向）
定主运动方向的平面。
车刀的基面平行于刀体底面。
图3-3 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动 方向，vf表示假定的进给运动方向）
1. 刀具静止参考系
(2) 切削平面Ps ：通过切削刃选定点，与切
削刃相切，并垂直于基面的平面。
1. 刀具静止参考系
(3) 正交平面Po ：通过切削刃选定点，同时垂 直于基面和切削平面的平面。
刀具的几何参数
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刀具的几何参数，机械百科―机械技术人员的百科全书！
（1）定义刀具角度的参考系：为了定义刀具切削部分的几何角度，需选定适当组合的基准坐标平面作为参考系。 其中用于规定刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系称为刀具静止参考系，如图2-2所示。规定刀具进行 切削加工时几何参数的参考系称为刀具工作参考系。
法平面 P-n
假定工作 Pf 平面
背平面 Pp
通过切削刃上的选定点，且与切削刃垂直的平面。 通过切削刃上的选定点，垂直与基面且平行与假定进给运动方向的平面。
通过切削刃上的选定点，且垂直于基面和假定工作平面的平面。
（2）刀具角度的定义：刀具角度是刀具在静止参考系中的一组角度，其名称，表示符号及定义见表2-2。外圆车刀刀具角度见图2-3。 表2-2 刀具角度定义
刀具的几何参数，机械百科―机械技术人员的百科全书！
注：表中所列角度都只是过主切削刃选定点的角度（εr除外），过副切削刃选顶点的响应角度可仿照定义，并在角度符号右上角加一撇“′”以 示区别，例如车刀副偏为k′r，副后角为a′o。
（3）刀具角度的换算：制造或刃磨刀具时常需在不同坐标平面间进行刀具角度换算。各坐标平面间刀具角度的换算关系见表2-3
名称
前角法前角 前角 侧前角背前
角
符号 yo yn yf yp
定义
定义：前到面Ar与基面pr之间的夹角。在正交平面中测量、在法 平面中测量、在假定工作平面中测量、在背平面中测量。
ao
后角法后角 后角 侧后角背后
anHale Waihona Puke 角afap
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小结：在基面Pr内，形成了两个独立的角度: 主偏角кr 和副偏角кr’ 以及一个派生角εr
。
练习：
1、指出车刀在正交平面Po中形成的独立角度是
前角γo 和 后角αo 。
2、主后面与前面的夹角 称为 楔角βo 。
αo βo
γo
3、在主切削平面Ps内形成的角度： （k向斜视图 ）
（ k向⊥Ps , k向∥车刀底面∥ 过刀尖的基面，
4、刀具的主要基准坐标平面：
1）基面 Pr :
过主切削刃上选定点， 与该点切削速度方向垂直 的平面。
特点: Pr ⊥ Vc ，此时可认为基 面是过选定点的水平面， 与车刀底面平行。
2）切削平面Ps : 过主切削刃上选定点，与主切削刃相切， 且垂直于该点基面的平面。
特点: ① PS过选定点与主 切削刃相切； ② PS⊥ Pr 。 此时可认为PS是过 主切削刃的铅垂面。
3）正交平面Po : 过主切削刃上选定点， 同时垂直于基面和切削 平面的平面。
特点:
Pr ⊥ Ps ⊥ Po，三个假 想的基准坐标平面过切 削刃上同一点，且两两 互相垂直，构成正交平 。 面参考系。
4）假定工作平面Pf 过主切削刃上选定点，垂直于基面，且 与假定进给运动方向平行的平面。
特点: Pf ⊥ Pr， Pf ∥ Vf。 Pf 可认为是由过 选定点Vf和Vc 构 成的铅垂平面）副切削平面Ps ’ ：
过副切削刃上选定点，与副切削刃相切且 垂直于该点基面的平面。（理解时与切削平 面Ps 的含义相似）
特点: ① Ps ’过选定点与副切削刃相切； ② PS ’ ⊥ Pr 。 此时可认为Ps ’是过副切削刃的铅垂面。
（三）刀具切削部分的主要角度 1、在基面内形成的角度（车刀俯视方向的投影）
主偏角кr ： 主切削平面与假定工作平面间的夹角。 副偏角кrˊ： 副切削平面与假定工作平面间的夹角。 刀尖角εr ： 主、副切削平面之间的夹角。 εr =1800 —（кr +кrˊ） (函数角，不标注) ②кˊ ① r кr 找出建立在刀尖上的 ε 基准坐标平面： ③ r 主切削平面Ps； 副切削平面P s’； （投影面即为基面） 假定工作平面Pf
两刃
主切削刃S:前面与主后面的交线，起主要切削作用 副切削刃S’:前面与副后面的交线，起辅助切削作用
一尖 刀尖: 主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分
切削刃
思考： 车工实习时，同学们经常会出现刀具的刀 尖部分产生崩刃现象，为什么？如何解决？
答：因为刀具的刀尖部 分的强度差，易崩刃， 影响切削加工，严重的 话甚至无法进行切削加 工；因此为了提高刀尖 部分的强度，刀尖必须 磨成过渡刃.过渡刃有直 线型和圆弧型两种。
主切削刃s在主切削平面Ps上反映实长 ）
找出： 主切削平面Ps； 主切削刃s ； 基面Pr
主切削平面Ps 主切削刃s 基面Pr
λs
投影面即为主切削平面Ps；
刃倾角λs： 在切削平面Ps内，主切削刃s与基面Pr间的夹角。
四、课堂总结：
1、刀具的结构及切削部分的名称 2、搞清刀具静止参考系所涉及的主要基准坐标平面（难点） 3、正确理解并掌握刀具切削部分的主要角度，对于今后正确 刃磨刀具和合理选用刀具有着非常大的帮助，这也是从事机加工 操作人员必须掌握的基本内容之一。（重点）
2、刀具切削部分的组成（以普通外圆车刀为例）
三面、两刃、一尖 三 面 两 刃 一 尖 前面Aγ
副切削刃S’ 副后面Aα’
主切削刃S 主后面Aα 刀尖
三面、两刃、一尖
前面Aγ:切屑流经的表面 主后面Aα:刀具上切削时与工件过渡表面相对的表面 副后面Aα’:刀具上切削时与工件已加工表面相对的表面
三面
一、复习提问：
1、工件在切削过程中会形成几种不同性质 的表面？
2、机械切削加工中切削用量的三要素是什么？ 切削速度 进给量 背吃刀量
二、新授内容： §4-2 、刀具的几何形状和主要角度 （一）刀具的结构
1、刀具的组成
刀柄、切削部分 1）刀柄：是刀具的夹持部分。 2）切削部分：是刀具上直接参加切削加 工的部分，也称刀头。
（二）刀具参考系 1、定义：
用于定义和规定刀具几何角度的各基准 坐标平面。 2、种类： 刀具静止参考系： 指设计、制造、刃磨、测量刀具角度的基准。 刀具工作参考系：
指实际切削加工时确定刀具角度的基准。
3、建立基准坐标平面 的几点假设： （1）通常车刀的工作 位置为水平放置； （2）切削刃上某一点 的 Vc⊥车刀底面； （3）切削刃上某一点Vf∥车刀底面。