车刀切削部分几何参数的选择
车刀切削部分几何角度
张家口煤矿机械制造技工学校教案第课编号：QD-0507-02王颖博09年 03 月01 日年月日年月日板板书设计一、车刀切削部分的几何角度六个基本角度 :γο、αο、αο’、κr、κr’、λѕ两个派生角度: βο、εr1、前角(γο) 在正交平面内，前刀面与基面间的夹角。
2、主后角(αο) 在正交平面后刀面与切削平面间的夹角。
3、副后角(αο’) 在副正交平面内,副后刀面与切削平面间的夹角。
4、γο、αο的正负值规定在主正交平面中，前刀面与切削平面间夹角<900，前角为正；>900前角，为负；=900，前角为零。
后刀面与基面夹角<900，αο为正；>900，αο为负；=900，αο为零。
5、主偏角(κr) 主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角。
6、副偏角(κr’) 副切削刃在基面上的投影与背离进给方向间的夹角。
7、刃倾角(λѕ) 在切削平面内,主切削刃与基面间的夹角。
8、刃倾角(λѕ)的正负值规定p+λѕ切屑排向待加工表面,切屑不易擦毛已加工表面。
工件表面粗糙度小,刀尖强度差。
-λѕ切屑排向已加工表面，易擦毛已加工表面,刀尖强度好。
λѕ=00 切屑沿垂直于主切削刃方向排出。
尤其断续切削时,+λѕ刀尖易损；-λѕ刀尖强度好9、楔角(βο) 在主截面内,前刀面与后刀面间的夹角。
影响刀头强度。
βο=900－(γο+αο)10、刀尖角(εγ) 主切削刃和副切削刃在基面上投影间的夹角。
εγ=1800－(κr、+κr’)二、车刀主要角度的初步选择1、前角(γο)工件材料γο数值与加工性质有关刀具材料软→选较大γο硬→选较小γο工件材料塑性材料→选较大γο脆性材料→选较小γο粗加工,尤其是车有硬皮的铸、锻件→选较小γο加工性质精加工,为减小Rα→选较大γο刀具材料强度、韧性较差(如硬质合金)→选较小γο刀具材料刀具材料强度、韧性较好(如高速钢)→选较大γογο=-50～250，车削45钢用高速钢车刀γο=200～250用硬质合金车刀粗加工γο=100～50，精加工γο=130～180。
刀具合理几何参数的选择
04
加工精度与表面质量保障 措施
加工精度影响因素剖析
机床精度
机床本身的制造精度、刚度、热稳定性等都 会直接影响加工精度。
刀具磨损
刀具在切削过程中会逐渐磨损，导致加工尺 寸和形状精度下降。
切削参数
切削速度、进给量、切削深度等参数的选择 不合理会导致加工精度降低。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对加工精 度也有一定影响。
主偏角优化
主偏角的大小会影响切削分力和径向力的大小，进而影响 加工精度和表面质量。需要根据具体加工要求选择合适的 主偏角。
刃倾角优化
刃倾角可以影响切屑的流向和切削刃的受力情况，通过调 整刃倾角可以改善切屑的排出效果和切削刃的受力状况， 提高加工精度和表面质量。
05
生产效率与经济效益提升 途径
生产效率现状分析
合理选择刀具材料
根据工件材料和加工要求选择适合的 刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶 瓷等。
优化刀具几何参数
通过调整前角、后角、主偏角等参数， 降低切削力、切削热，提高刀具耐用 度。
采用涂层技术
在刀具表面涂覆一层或多层硬质薄膜， 提高刀具的硬度、耐磨性和耐热性。
控制切削用量
合理选择切削速度、进给量和背吃刀 量，避免过大的切削力导致刀具快速 磨损。
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刀具合理几何参数的选择
目录
• 刀具几何参数概述 • 切削力与切削热分析 • 刀具磨损与耐用度评估 • 加工精度与表面质量保障措施 • 生产效率与经济效益提升途径 • 总结与展望
01
刀具几何参数概述
定义与分类
刀具几何参数定义
描述刀具形状和尺寸的各参数， 包括切削刃形状、前角、后角、 主偏角、副偏角等。
车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择(精)
车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择
1 2
车刀的几何参数选择
切削用量的选择
应用轴向夹紧工具
添加文字（楷体 20号）
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车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择
1、选用较大的主偏角，增大主偏角可减小主切削刃参加工 作的长度，并有利于减小径向切削分力。 2、适当增大副偏角，可以减少副切削刃与工件之间的摩擦， 从而减少切削热，有利于减小工件热变形。 3、前角适当增大，应尽量使车刀锋利，切削轻快，排屑顺 畅，促使减小切削力和切削热。 4、刀尖圆弧半径要小。
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车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择
车刀的几何参数可参考下列要求： 外圆精车刀。Κ r = 90°～93°，Κ ′rபைடு நூலகம்= 15°，ao = 14°～16°，ao1 = 15°，γ 0适当增大。 内孔精车刀。 Κ r = 88°～90°，Κ ′r = 10°～15°，γ
0
= 10°～15°，ao = 14°～16°，
ao1
= 6°～8°，λ s = 5°～6°。
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车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择
切削用量的选择 薄壁工件刚度低、易变形，在车削加工过程中切削用量的 选择对加工质量影响很大。在实践中，一般按照中速、小吃 刀和快进给的原则进行选择，具体数据可参考下列要求： 粗车。切削速度vc = 70～80 m/min，进给量f = 0.6～0.8 mm/r ，背吃刀量ap = 1mm。 精车。切削速度vc = 100～120 m/min，进给量f = 0.15～0.25 mm/r ，背吃刀量ap = 0.3～0.5mm。
切车刀几何参数选择
切车刀几何参数选择
2020年12月9日星期三
切车刀几何参数选择
1.6过渡刃选择
如图2-21所示 ，过渡刃的形状有直线形和圆弧形（即刀尖圆弧半径rε）
两种，前者因呈直线形，其偏角κrε大小通常均取主偏角κr值的一半左
右，过渡刃长度为0.5～2 mm。而后者不但能提高车刀的耐用度，还 可减少车削后的残留面积，降低工件已加工表面粗糙度。但刀尖圆弧 半径rε不宜过大，否则会引起振动。
2020年12月9日星期三
切车刀几何参数选择
• 硬质合金车刀刀尖圆弧半径参考值见表2-7。
2020年12月9日星期三
车工工艺与技能训练
车工工艺与技能训练
切车刀几何参数选择
1.1 前角选择
前角的选择主要遵循以下原则: （1）加工塑性材料时，前角应取较大值；加工脆性材料时，应选用
较小的前角。 （2）工件材料的强度、硬度较低时，选用较大的前角；反之，选用
较小 的前角。 （3）刀具材料坚韧性好时，前角应选大些（如高速钢车刀）；刀具
材料 韧性差时，前角应选小些（如硬质合金车刀）。 （4）粗加工和断续切削时应选较小的前角，精加工时应选较大的前
尖强度。 硬质合金车刀副偏角参考值见表2-5。
2020年12月9日星期三
切车刀几何参数选择
1.5刃倾角选择
刃倾角的选择主要根据以下几点原则： （1）一般粗车时（指工件圆整、被切削层均匀），选取稍偏于负值
的刃倾角（－3°～0°）；精车时，应选取负值的刃倾角（－ 8°～－3°）。 （2）强力车削时，选取负值的刃倾角（－10°～－5°）；冲击负 荷大的断续车削时，应选取较大负值的刃倾角（－10°以上）。 （3）加工高硬材料时，应选取负值的刃倾角，以提高刀尖强度。 硬质合金车刀刃倾角参考值见表2-6。
3.7切削条件的合理选择
3.7 切削条件的合理选择一、刀具几何参数的合理选择刀具几何参数包含四方面内容：几何角度、刃形、刃面、刃口型式及参数（一）前角的选择1.前角的作用γ↑→变形程度↓→F↓q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑0刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难在一定的条件下，存在一个合理值对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γ的变化趋势为驼峰形。
高速钢的合理前角比Y合金的大。
加工塑材的合理前角比脆材的大2.合理前角的选择原则①粗加工、断续切削、刀材强度韧性低工材强度硬度高，选较小的前角；②工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；③成形刀具、自动线刀具取小前角；④Aγ磨损增大前角，Aα磨损减小前角（二）后角的选择1.后角的作用α0↑→rn↓锋利、lα↓摩擦F↓→质量↑VB 一定，磨损体积↑→T↑但NB↑刀头强度↓散热体积↓重磨体积↑在一定的条件下，存在一个合理值2.合理后角的选择原则①粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角, 已用大负前角应↑α；②精加工取较大后角，保证表面质量；③成形、复杂、尺寸刀具取小后角；④系统刚性差，易振动，取较小后角；⑤工材塑性大取较大后角，脆材↓α（三）主偏角的选择1.主偏角的作用κr ↓→ac↓aw↑→单位刃长负荷↓→T↑刀尖强度↑散热体积↑，Ra↓Fp↑→变形↑加工精度↓，易振动→Ra↑，T↓在一定的条件下，存在一个合理值2.合理主偏角的选择原则①主要看系统刚性。
若刚性好，不易变形和振动，κr取较小值；若刚性差（细长轴），κr取较大值（90°）；②考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取90 °；镗盲孔＞90 °；κr小切屑成长螺旋屑不易断；较小κr，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击。
（四）副偏角的选择副偏角的主要作用是形成已加工表面。
副偏角↓→Ra↓刀尖强度↑散热体积↑↑易振动→Ra↑，T↓副刃工作长度↑→摩擦↑Fp在一定条件下，存在一合理值。
数控车刀的几何参数.
数控车刀的几何参数一、刀具几何参数刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面决定的。
刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。
选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。
刀具组成部分如图1-1所示。
图1-1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。
还有：副前角γoˊ、副后角αoˊ、副偏角κrˊ、副倾角λsˊ图1-2二、刀具几何参数对加工精度的影响在数控加工中，为降低加工工件表面粗糙度，减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因素，通常车刀会存在刀尖圆弧半径r，主偏角kr，车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差由此使得加工的运行轨迹与被加工零件的形状产生差异。
因被加工零件表面形状各异，所以引起的差异也各不相同。
下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。
1．车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触见切点的运行轨迹保证的，对于主偏角kr=90°的车削加工，参见图1.1示，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧半径点A保证。
图1.1当（D-d）/2=ap>r时，由图可知，由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量△a为△a=b-a=r式中：b——零件轴向尺寸；a——实际轴向位移量；r——刀尖圆弧半径.此时，刀具实际轴向位移是长度a为：a=b-△a=b-r（D-d）/2=ap△a=BC=2pp22a-ra2）(r=--par此时，刀具实际轴向位移长度a=b-Δa=22yyarab--对于主偏角KF＜90°的车削加工，当完成轴向加工即处于图1.1c位置时，被加工零件的已加工表面部由车刀刀尖A保证，零件的加工表面由刀具型面AC 和CE形成。
刀具切削部分几何参数的选择
Kr ’
3．影响已加工表面质量
减小Kr进可以使工件表面残留面积高度减小， 从而使已加工表面粗糙度值减小。
4．影响断屑效果、排屑方向
增大Kr会使hD增厚，bD减小，有利于切屑折断， 有利于孔加工刀具使切屑沿轴向顺利流出。
二、合理主偏角的选择原则
粗加工时， 硬质合金车刀一般选用较大 的主偏角(Kr＝60～75)，以利于减少振
切削刃强度及抗冲击能力 增加，且有一定的减压和 消振作用。
适用于陶瓷等脆性材料刀具。
后角及后面形状的选择
后角的作用主要
1) 减小主后刀面与工件之间的摩擦，提高已加工表 面质量和延长刀具寿命； 2) 配合前角调整切削刃和刀头部分锋利程度、强度和 散热条件； 3) 小后角车刀在特定的条件下可抑制切削时的振动。
主偏角减小，则刀尖角r增大，
使刀尖强度提高，散热体积增大。 主偏角较小的刀具在切入时，最 先与工件接触处是远离刀尖的地 方，因而可减少因切入冲击造成 的刀尖损坏。
2．影响切削分力比值及切削层单位面积切削力
当Kr减小时，由于hD 减小，变形系数增大， 使切削层单位面积切削力 Ff 有所增大；在ap和f相同时， 使切削功率有所增加。但 Kr1 更主要的是会使背向力Fp Kr2 增大，容易引起工艺系统 振动。当工艺系统刚度不 足时，会使刀具寿命降低。
动、断屑和采用较大的切削深度。 加工硬度高的材料，如冷硬铸铁和淬硬钢 时，在系统刚性好，切削深度不大时．取
较小的主偏角(Kr＝10～30)，以利于提
高刀具耐用度。
工艺系统刚性较好时，取较小的主偏角可 提高刀具耐用度；刚性不足，加车削细长
轴时，应取大的主偏角，可取Kr＝90～93，
以减小背向力ap，减少振动。 需要从中间切入及仿形加工的车刀，应取 较大主偏角； 车阶梯轴则需用Kr＝90的偏刀；
刀具切削部分的几何参数
• 2.法平面 切削刃上选定点的法平面是过该点并与 切削刃垂直的平面，记作Pn；
• 3.假定工作平面 切削刃上选定点的假定工作平面 是过该点、垂直于基面并与进给方向平行的平面， 记该作点P且f；垂而直背于平基面面切和削假刃定上工选作定平点面的的背平平面面，是记过为 Pp
由Pγ、P S、P 0组成，两两垂直
a)正交正面参考系
由Pγ、Ps、Pn组成
刀具标注角度参考系 b）法平面参考系
由Pγ、Pf、Pp组成，两两垂直
c）假定工作平面参考系
三、正交平面参考系刀具的标注角度
• 在刀具工作图中标出的几何角度，是刀具设计、 制造、刃磨和测量的依据 。
• 1.正交平面参考系中的刀具标注角度 • (1) 基面Pr内的角度
主偏角有45、60、75、90°
在基面Pr内测量的 副切削平面与假定 工作平面Pf 的夹角。 作用：减小副切削
刃与工件已加工面
间的摩擦及振动。
副偏角大，刀尖强
度弱，已加工表面
残留面积大，粗糙 度值大。
• (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；
谢谢观赏！
2020/11/5
22
实体减小时为正。作用：减小 主后刀面与工件加工表面间的 摩擦、主后刀面的磨损。过大， 刀刃强度下降，导热体积减小， 主后ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面磨损加快。粗加工和 承受冲击载荷时，选小值4°～ 6°，保证强度； 精加工时，选大值8°～12°， 保证表面质量。
副后角
➢实体减小时为正。 前角增大，刀具锋 利，切削轻快。但 过大，刀具强度下 降，导热体积减小 ，刀具寿命短。
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前角的选择
原 则
:
工件材料
加工性质
锐 中
求
塑脆较较 性性硬软 材材材材 料料料料
粗 加 工
精 加 工
固
c. d . e. f . g. h.
a.c. f.h较大前角
b.d.e. g.较小前角
7
教学过程
威海工业技术学校
1. 前角（0）
作 ① 减小切屑的变形； 用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。
4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧
9
教学过程
威海工业技术学校
2. 后角（ 0）
作用：
减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。
所
a .减小切削力和切削热；
以 0 b .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0
10
教学过程
威海工业技术学校
加工塑性材料和精加工—取大后角（ 选择：
0
）
加工脆性材料和粗加工—取小后角（ 0 ）
教学用具-----多媒体课件、投影仪
教学课时 2课时
3
教学过程
威海工业技术学校
车刀切削部分几何参数的选择
前
角
和 前 刀 面 形 状 的
后 角 的 选 择
主 偏 角 的 选 择
副 偏 角 的 选 择
过 渡 刃 的 选 择
刃 倾 角 的 选 择
选
择
4
教学过程
前 刀 面 形 式
前角和前刀面形状的选择 威海工业技术学校
粗加工b=0.5—2mm 精加工b=0.5---1mm
锋钢r=1---3mm 合金r=0.5--1.5mm
15
•教学过程：
刃 倾 角 的 作 用
6. 刃倾角的选择
1.控制切屑的排出方向. 2.影响刀尖的强度 3.影响切削平稳性
威海工业技术学校
16
•教教学学过过程程：
威海工业技术学校
小结: 1. 必须掌握车刀各种角度的作用
苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80
11
教学过程
3 . 主偏角（kr）
威海工业技术学校
作用： 改善切削条件，提高刀具寿命。
根据加工条件.工件材料性能. 工艺系统刚性 (例.细长轴)工件表面形状来合理选择.
减小kr：当ap、f 不变时， 则 bD、 hD 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
a. 正前角平面型 b. 正前角平面带倒棱型 c. 正前角曲面带倒棱型 d.负前角平面型
5
教学过程
威海工业技术学校
d.负前角平面型
a. 正前角平面型 b. 正前角平面带倒棱型 c. 正前角曲面带倒棱型
e.负前角平面形
e.负前角平面6 形
教学过程
刀具材料 硬
高质 速合 钢金 a. b.
前角的选择
威海工业技术学校
阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新
课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、
12
dw
ap
dm
教学过程
但减小kr Fy 、Fx ， 加大工件的变形挠度， 使工件精度降低。同 时，容易引起系统振 动。
威海工业技术学校
n
kr’ kr
f
选 系统刚性好：取较小的kr。 择
系统刚性差：取较大的kr。 13
教学过程
4 . 副偏角（kr’）
威海工业技术学校
副偏角的合理数值应满足加工表面质量要求,再考
虑刀尖强度和散热体积.
作用：最终形成已加工表面。
Kr’：使已加工表面残留密集的高度 减小，降低工件的表面粗糙度。
选择：在不产生振动的前提下，取小值。
14
教学过程
过 直线形 渡 刃 圆弧形
5. 过渡刃的选择
威海工业技术学校
刀尖强度差,切削阻力和切削热 又较集中.易磨损.是车刀工作条 件最恶劣的部位.
2. 加工中能根据工件材料.刀具材料 加工性质合理选择车刀角度
17
•教学过程：
1. 掌握车刀各种角度的作用 作业:
2. 书本p241页 12. 16.
老师:一定按时交
威海工业技术学校18 Nhomakorabea威海工业技术学校
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威海工业技术学校
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11 醉翁亭记
1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。
2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。
此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通
会员免费下载 文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
第七单元 切削原理和刀具
课题 二
车刀切削部分几何参数的选择
1
威海工业技术学校
教学过程
教学目标
威海工业技术学校
1.加强学生掌握车刀各种角度的作用. 2.切削加工能合理选择刀具几何参数.
2
教学过程
教学的重点、难点、方法
威海工业技术学校
1.车刀各种角度在切削加工中的作用.
2.在切削加工时如何选用各种角度.
所
a .减小切削力和切削热；
以 0 ：
b .提高工件的加工精度和表面质量。
0
8
教学过程
威海工业技术学校
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 选择：
加工脆性材料和粗加工—取小前角（ 0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
高速钢车削碳钢： 0=200~300 硬质合金车削碳钢： 0=100~200