刀具角度选用原则
车刀种类和角度选择原则详解
车刀不对准工件中心对角度的影响
五、车刀刃磨
无论硬质合金车刀(焊接)或高速钢 车刀，在使用之前都要根据切削条 件所选择的合理切削角度进行刃磨 ，一把用钝了的车刀，为恢复原有 的几何形状和角度，也必须重新刃 磨。
重 要 性
三分手艺、七分刀 徒弟的手、师傅的刀
1.磨刀步骤(图a～d)
⑴磨前刀面 把前角和刃倾角磨正确。 ⑵磨主后刀面 把主偏角和主后角磨正确。 ⑶磨副后刀面 把副偏角和副后角磨正确。 ⑷磨刀尖圆弧 圆弧半径约0.5～2mm左右。 ⑸研磨刀刃 车刀在砂轮上磨好以后，再用油石加些机油研磨车 刀的前面及后面，使刀刃锐利和光洁。这样可延长车刀的使用寿命。 车刀用钝程度不大时，也可用油石在刀架上修磨。硬质合金车刀可 用碳化硅油石修磨。
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。
主偏角κr
——主切削刃在基面上的投影与进给方 向的夹角。
刃倾角λs ——在切削平面ps内，主切削刃与 基面pr的夹角。
其他角度：
副前角γoˊ、 副后角αoˊ、 副偏角κrˊ、 刃倾角λsˊ
3．主偏角、副偏角的选择 （1）主偏角的选择 A、主偏角κr的增大或减小对切削加工有利的一 面 在背吃刀量ap与进给量f 不变时，主偏角κr减小 将使切削厚度hD减小，切削宽度bD增加，参加 切削的切削刃长度也相应增加，切削刃单位长度 上的受力减小，散热条件也得到改善。 主偏角κr减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高， 刀尖散热体积增大。 所以，主偏角κr减小，能提高刀具耐用度。
(4)良好的工艺性和经济性
简要说明刀具的主要角度及其选用原则
简要说明刀具的主要角度及其选用原则刀具，这个东西，看似简单，实则里面的学问可大着呢！要说到刀具的主要角度，首先得从“切”这个动作说起。
你想，刀具不就是为了帮助我们切得又快又好嘛？不过别以为这事儿很简单，刀具角度可讲究了，不同的角度对应不同的切削效果，不是随便调一调就行的。
话说回来，刀具的角度主要有几个重要的，比如主切削角、前角、后角、侧角等。
这些角度的选用和调整，直接关系到切削的效率和刀具的使用寿命，关系到你切得快不快、刀刃磨得快不快，甚至刀具能不能“吃得住”硬材料。
所以说呀，选刀具角度可得当心，别瞎选，否则刀具很可能“生病”，不但切不好东西，磨得还特别快，浪费可就大了！首先说说主切削角吧，这个角度就像是刀具的“个性”，它决定了刀具切入材料时的态势。
主切削角越小，刀具的切入角度越大，越容易切进去，工作时感觉特别轻松，不会太费劲。
但是呢，主切削角也不能小得过头，不然刀具容易变钝，切削时材料不容易被带走，刀具负担加重，热量产生也会增多，刀具的寿命可就大打折扣了。
你知道的，刀具这种东西，不能嫌它重也不能嫌它轻，最讲究的就是一个“合适”字。
再说了，主切削角也不是越小越好，越大反而越容易磨损，刀具就容易变得“不听话”了。
所以这角度要选得恰到好处，得看你切的是啥材料，硬度如何，得结合实际情况。
再来看看前角。
这个角度直接影响刀具的锋利程度，前角大，刀具就会锋利，切得也快，顺畅无比。
要是前角太小，切削时材料就不容易被带走，刀具就像是被困住了，切得慢，费力还不省事儿。
前角一般都得大一些，尤其是当我们切的是一些软材料时，前角越大，切削更容易，省力省时。
不过也得小心，如果前角过大，刀具的强度就会降低，容易崩刃，后果可不堪设想。
所以，前角和主切削角一样，得精挑细选，不是随便选一个大的角度就好。
再来说说后角，听起来很简单，其实影响也不小。
后角决定了切削的稳定性，影响着刀具的摩擦情况。
后角大，刀具和工件的接触面小，摩擦就小，切削过程顺畅，刀具也不会那么快磨损。
刀具几何角度的作用及选择原则
刀具几何角度的作用及选择原则刀具的几何角度对加工质量、切削力和切削温度等有很大的影响，正确的选择刀具几何角度可以提高切削效率和工件表面质量。
本文将从切削角、主偏角、切削刃前角和切削刃后角四个方面来探讨刀具几何角度的作用及选择原则。
一、切削角切削角是刀具主切削面与工件切削表面的夹角，一般分为正的和负的两种情况。
1.正切削角：也称为刀具顶角，是指刀具主切削面与工件切削表面夹角大于90°的情况。
正切削角有利于降低切削力和切削温度，减少刀具磨损。
因此，在切削硬材料或脆性材料时，一般选择正切削角。
但是正切削角也会增大刀具与工件接触面积，增加切削力，从而需要更大的功率投入。
2.负切削角：也称为刀具反角，是指刀具主切削面与工件切削表面夹角小于90°的情况。
负切削角能降低切削力和切削温度，提高切削稳定性和切削质量。
因此，在切削软材料或难切削材料时，一般选择负切削角。
然而，负切削角的刀具易产生振动，增加切削噪声，且不易控制切削深度。
在实际应用中，切削角的选择应根据材料的性质、切削目标和加工条件综合考虑，一般需要通过试切试验来确定最佳切削角。
二、主偏角主偏角是刀具俯仰角，是指刀具主切削面与铣削切削方向之间的夹角。
主偏角的大小会直接影响刀具的切削力和切削质量。
1.大主偏角：大主偏角可以降低刀具的切削力和切削温度，提高切削稳定性和切削质量。
大主偏角适用于切削精度要求高、切削深度相对较小、切削速度相对较低的情况。
2.小主偏角：小主偏角可以提高刀具的切削效率和切削速度，适用于切削深度相对较大、切削速度相对较高的情况。
然而，小主偏角容易导致切屑的卡刀现象，增加刀具磨损和加工表面粗糙度。
主偏角的选择应结合切削效率和切削质量的要求，同时考虑刀具的刚度和加工条件等因素。
三、切削刃前角切削刃前角是刀具切削刃前的锥度角，主要影响刀具的切削稳定性和切削质量。
1.大切削刃前角：大切削刃前角可以增加切削深度和切削范围，提高切削效率和切削速度。
切割刀的磨刀角度
切割刀的磨刀角度磨刀角度的选择选择合适的磨刀角度可以提高切割刀的效果。
以下是一些常见的磨刀角度选择：1. 倾角（bevel angle）：倾角是指刀刃的斜面与刀背之间的夹角。
一般来说，较小的倾角可以提供更尖锐的切割，但刀刃会更薄，容易损坏。
较大的倾角则可以提供更坚固的刀刃，但切割效果可能会打折扣。
选择适当的倾角要考虑材料的硬度和切割需求。
2. 冲刃（relief angle）：冲刃是指刀刃斜面与工件接触的角度。
较大的冲刃角度可以降低刀刃与工件的摩擦，减少切割时的热量和切割力，从而减轻刀具磨损。
然而，过大的冲刃角度可能导致切割质量下降。
冲刃角度的选择要综合考虑工件材料和切割表面质量的要求。
3. 前角（rake angle）：前角是指切削刃面与工件表面接触的角度。
较小的前角可以提高切削性能和切削质量，但也会增加刀具磨损和加工力。
较大的前角则可以减少磨损，但可能会降低切割效果。
选择合适的前角要综合考虑切削材料和切削力的平衡。
4. 周角（side angle）：周角是指刀刃侧面与工件切削方向之间的夹角。
周角的选择会影响刀具的清除能力和刀刃的强度。
较小的周角可以增加清除能力，减轻切屑堆积，但会使刀刃变薄，降低强度和刚度。
较大的周角则可以提高刀刃强度，但可能会减弱清除能力。
周角的选择要综合考虑清除要求和刀具强度的平衡。
磨刀角度的调整调整切割刀的磨刀角度可以实现更好的切割效果。
以下是一些常见的角度调整方法：1. 砂轮磨削：使用合适的砂轮对切割刀进行磨削，调整倾角、冲刃角、前角和周角。
确保砂轮选用合适的粒度和颗粒强度，以获得需要的刀刃形状和质量。
2. 使用磨刀机：磨刀机可以提供更精确和一致的角度磨削。
根据切割需求和材料特性，在磨刀机上调整磨刀角度，确保刀具的切割效果和寿命。
3. 定期检查和校准：定期检查切割刀的磨刀角度，以确保其处于良好状态。
根据需要进行调整和校准，以维持切割质量和刀具寿命。
总之，选择合适的磨刀角度和进行角度调整对于切割刀的切割效果和寿命至关重要。
第五章 切削用量及刀具几何角度的选择(机械制造技术A)
Thank you for your listening!
测试1：
1、积屑瘤在粗、精加工中各起什么作用？当其有害 时怎样抑制它？
2、影响积屑瘤大小的因素?精加工外圆时怎样抑制它? 为什么?
3、试推导变形系数ξ与剪切角Φ之间的关系。
4、单位切削力的定义?
5、切削用量三要素对切削力的影响与对刀具耐用度 的影响有什么不同？请利用指数公式对该问题进行 分析，并提出降低切削力和提高刀具耐用度的措施。
5.4 过渡刃与修光刃参数的选择
一、过渡刃及其参数选择 ⑴外圆车刀过渡刃参数：
过渡刃偏角
rs
1 2
r
过渡刃长度
bs=0.5~2mm
⑵切断刀过渡刃参数 过渡刃偏角 κrs=45° 过渡刃长度 bs=（0.20～0.25）ap
Κ'r
Κr
3）圆弧过渡刃
⑴高速钢车刀 r 0.5 ~ 5mm ⑵硬质合金车刀 r 0.5 ~ 2mm
3.负前角单面型 优点：刃口强度高。 缺点：刃口钝，对切削层的挤压严重。
使用场合： ⑴主要用于硬质合金车刀和铣刀； ⑵切削高强度、高硬度材料和切削淬火钢； ⑶当磨损主要发生在后刀面时。
4.正前角正倒棱 使用场合：适用于高速钢刀具 正倒棱尺寸参数：
br1 (0.5 ~ 1) f ; 01 0 ~ 5
在刀具前刀面上,切屑流出的方向与切削刃法线 间的夹角Ψλ称为流屑角。
主切削刃法线 主切削刃
（1）用测定切屑宽度bc的方法求流屑角：
cos
bc b
cos s
⑵实际切削角 ①流屑剖面：包含切屑流出方向和切削速度的剖面Pλ。 ②实际切削角：在流屑剖面内测量的角度 实际切削前角
sin oe cos sin n cos s sin sin s sin oe sin2 s cos2 s sin n
刀主要角度
1.车刀分:外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、螺纹车刀。
2.车刀的角度有：前角、后角、副后角、刃倾角、主偏角、副偏角。
(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κr: 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。
其作用是影响已加工表面的粗糙度，减小副偏角可使被加工表面光洁。
选择原则是：精加工时，为提高已加工表面的质量，应选取较小的值，一般为5到10°。
（5）刃倾角λs :主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。
主要作用是影响切屑流动方向和刀尖的强度。
以刀柄底面为基准，主切削刃与刀柄底面平行时，λs =0，切屑沿垂直于主切削刃的方向流出。
刀具角度选用原则
答：1是前角； 2是后角； 3是副偏角； 4是刀尖角；5是主偏角； 6是副后角； 7是副前角； 8是刃倾角名称：前角作用：加大前角，刀具锋利，切削层的变形及前面摩擦阻力小，切削力和切削温度可减低，可抑制或消除积屑瘤，但前角过大，刀尖强度降低；选择原则：（1）工件材料的强度、硬度低，塑性好时，应取较大的前角；反之应取较小的前角；加工特硬材料（如淬硬钢、冷硬铸铁等）甚至可取负的前角（2）刀具材料的抗弯强度及韧性高时，可取较大的前角（3）断续切削或精加工时，应取较小的前角，但如果此时有较大的副刃倾角配合，仍可取较大的前角，以减小径向切削力（4）高速切削时，前角对切屑变形及切削力的影响较小，可取较小前角（5）工艺系统钢性差时，应取较大的前角作用：减少刀具后面与工件的切削表面和已加工表面之间的摩擦。
前角一定时，后角愈锋利，但会减小楔角，影响刀具强度和散热面积。
选择原则：（1）精加工时，切削厚度薄，磨损主要发生在后刀面，宜取较大后角；粗加工时，切削厚度大，负荷重，前、后面均要发生磨损、宜取较小后角（2）多刃刀具切削厚度较薄，应取较大后角（3）被加工工件和刀具钢性差时，应取较小后角，以增大后刀面与工件的接触面积，减少或消除振动（4）工件材料的强度、硬度低、塑性好时，应取较大的后角，反之应取较小的后角；但对加工硬材料的负前角刀具，后角应稍大些，以便刀刃易于切入工件；（5）定尺寸刀具（如内拉刀、铰刀等）应取较小后角，以免重磨后刀具尺寸变化太大；（6）对进给运动速度较大的刀具（如螺纹车刀、铲齿车刀等），后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异；（7）铲齿刀具（如成形铣刀、滚刀等）的后角要受到铲背量的限制，不能太大，但要保证侧刃后角不小于2°。
作用：（1）改变主偏角的大小可以调整径向切削分力和轴向切削分力之间的比例，主偏角增大时，径向切削分力减小，轴向切削分力增大；（2）减小主偏角可减小削厚度和切削刃单位长度上的负荷；同时主切削刃工作长度和刀尖角增大，刀具的散热得到改善，但主偏角过小会使径向切削分力增加，容易引起振动。
刀具合理几何参数的选择
刀具的几何参数包括刀具的切削角度，刀面的形式(如平前刀面，带卷屑断屑槽的前刀面、波形刀面等)以及切削刃的形状(直线形、折线形、圆弧形等)。
刀具的几何参数对切屑变形、切削力、切削温度和刀具磨损都有显著影响，从而影响切削加工生产率、刀具耐用度、加工质量和加工成本。
刀具的合理几何参数．是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而能达到提高切削效率，降低加工成本目的的几何参数。
选择刀具合理几何参数主要取决于工件材料、刀具材料、刀具类型，也与切削用量、工艺系统刚性和机床功率等因素有关。
第一节前角及前刀面形状的选择一、前角的功用及选择前角是刀具上重要的几何参数之一，它的大小决定切削刃的锋利程度和强固程度，直接影响切削过程。
前角有正前角和负前角之分。
取正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力，从而可减小切削力和切削热，使切削轻快，提高刀具寿命，并提高已加工表面质量。
但前角过大时，楔角过小，会削弱切削刃部的强度并降低散热能力，反而会使刀具寿命降低。
由图可知，加工不同材料时，前角太大或太小，刀具耐用度都较低。
在一定加工条件下，存在一个耐用度为最大的前角，即合理前角。
取负前角的目的在于改善刃部受力状况和散热条件，提高切削刃强度和耐冲击能力。
负前角刀具通常在用脆性刀具材料加工高强度高硬度工件材料而当切削刃强度不够、易产生崩刃时才采用。
前角的合理数值选取原则刀具合理前角的选择主要取决于刀具材料、工件材料的种类与性质：1．刀具材料：强度和韧性较高时可选择较大的前角。
高速钢的强度高，韧性好；硬质合金脆性大，怕冲击，易崩刃。
因此，高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些，可大5°～10°。
陶瓷刀具的脆性更大，故前角应选择得比硬质合金还要小一些。
选择要充分注意增加切削刃强度，常取负值(多在－4°～－15°范围)以改善刀具受力时的应力状态，并选负的刃倾角(取0°～－10°)与之配合以改善切入时承受冲击的能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
刀具几何角度的作用及选择原则
答：
1是前角； 2是后角； 3是副偏角； 4是刀尖角；
5是主偏角； 6是副后角； 7是副前角； 8是刃倾角
名称：前角
作用：加大前角，刀具锋利，切削层的变形及前面摩擦阻力小，切削力和切削温度可减低，可抑制或消除积屑瘤，但前角过大，刀尖强度降低；
选择原则：
（1）工件材料的强度、硬度低，塑性好时，应取较大的前角；反之应取较小的前角；加工特硬材料（如淬硬钢、冷硬铸铁等）甚至可取负的前角
（2）刀具材料的抗弯强度及韧性高时，可取较大的前角
（3）断续切削或精加工时，应取较小的前角，但如果此时有较大的副刃倾角配合，仍可取较大的前角，以减小径向切削力
（4）高速切削时，前角对切屑变形及切削力的影响较小，可取较小前角
（5）工艺系统钢性差时，应取较大的前角
名称：后角
作用：减少刀具后面与工件的切削表面和已加工表面之间的摩擦。
前角一定时，后角愈锋利，但会减小楔角，影响刀具强度和散热面积。
选择原则：
（1）精加工时，切削厚度薄，磨损主要发生在后刀面，宜取较大后角；粗加工时，切削厚度大，负荷重，前、后面均要发生磨损、宜取较小后角
（2）多刃刀具切削厚度较薄，应取较大后角
（3）被加工工件和刀具钢性差时，应取较小后角，以增大后刀面与工件的接触面积，减少或消除振动
（4）工件材料的强度、硬度低、塑性好时，应取较大的后角，反之应取较小的后角；但对加工硬材料的负前角刀具，后角应稍大些，以便刀刃易于切入工件；
（5）定尺寸刀具（如内拉刀、铰刀等）应取较小后角，以免重磨后刀具尺寸变化太大；
（6）对进给运动速度较大的刀具（如螺纹车刀、铲齿车刀等），后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异；
（7）铲齿刀具（如成形铣刀、滚刀等）的后角要受到铲背量的限制，不能太大，但要保证侧刃后角不小于2°。
名称：主偏角
作用：
（1）改变主偏角的大小可以调整径向切削分力和轴向切削分力之间的比例，主偏角增大时，径向切削分力减小，轴向切削分力增大；（2）减小主偏角可减小削厚度和切削刃单位长度上的负荷；同时主切削刃工作长度和刀尖角增大，刀具的散热得到改善，但主偏角过小会使径向切削分力增加，容易引起振动。
选择原则：
（1）工件材料强度、硬度高时，应选择较小的主偏角；
（2）在工艺系统刚性允许的条件下，应尽可能采用较小的主偏角，以提高刀具的寿命；
（3）在切削过程中，刀具需要作中间切入时，应取较大的主偏角；（4）主偏角的大小还应与工件的形状相适应（如车阶梯轴，铣直角台阶等）；
（5）采用小主偏角时应考虑到切削刃有效长度是否足够。
名称：副偏角
作用：
（1）减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦；
（2）影响工件表面粗糙度、刀具散热面积和刀具寿命。
（3）选择原则：
（1）工件或刀具钢性较差时，应取较大的副偏角
（2）精加工刀具应取较小的或零度副偏角，以增加副切削刃对工件已加工表面的修光作用；
（3）在切削过程中需要作用中间切入或双向进给的刀具，应取较大的副偏角；
（4）切断、切糟及孔加工刀具的副偏角应取较小值，以保证重磨后刀具尺寸变化量较小。
名称：刃倾角
作用：
（1）可以控制切屑流出方向；
（2）适当的刃倾角，可使切削刃逐渐切入和切出工伯，使切削力均匀，切削过程平衡；
（3）负值的刃倾角可提高刀尖的抗冲击能力，但过大的负刃倾角会使径向切削力显著增加。
选择原则：
（1）精加工时刃倾角应取正值，使切屑流向待向工表面，以免划伤已加工表面；
（2）冲击负荷较大的断续切削，应取较大负值的刃倾角，以保护刀尖，提高切削平稳性，此时可配合采用较大的前角，以免径向切削力过大；
（3）加工高硬度材料时，可取负值倾角，以提高刀具强度；
（4）微量切削的精加工刀具可取特别大的刃倾角；
（5）孔加工刀具（如镗刀、铰刀）的刃倾角方向，应根据孔的性质决定。
加工通孔时，应取正值刃倾角，使切屑由孔的前方排出，以免划伤孔壁；加工盲孔时，应取负值刃倾角，使切屑向后排出。
思考题：
传统切削与高速切削在对刀具的磨损上有何主要区别，各自的表现形式及原因。
答案：在传统切削中，刀具的磨损形式主要是后刀面和侧面沟槽磨损，是由于工件被加工表面和刀具的后刀面产生摩擦而导致的磨损；
在高速切削中，刀具的磨损形式主要是前刀面磨损（月牙洼磨损），是由于在高速切削时切削速度的加快导致切削温度的上升，切屑和刀具的前刀面产生的热应力和化学反应，导致热扩散磨损和化学磨损。