刀具主要几何角度及选择
浅谈如何选择刀具的几何角度
金属切削刀具是切削加工中的重要工具，也是切削加工中影响生产率、加工质量与成本的最活跃的因素。
刀具角度是确定刀头几何形状与切削性能的重要参数，是各类刀具设计、选择、使用、刃磨的基础。
全面掌握刀具的角度，对提高生产率、保证加工质量、降低生产成本起着决定性的作用。
一、了解刀具的组成刀具可分为夹持部分和切削部分，刀具切削部分（以车刀为例）号称“三面两刃一尖”，即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖。
前刀面Ａγ：切屑流出的表面。
主后刀面Ａα：切削时刀具上与工件过渡表面相对的表面。
Ｃ、副后刀面Ａ′α：切削时刀具上与工件已加工表面相对的表面。
主切削刃Ｓ：前刀面与主后刀面的交线，切削时起主要切削作用。
副切削刃Ｓ′：前刀面与副后刀面的交线，切削时起辅助作用。
刀尖：指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，分为修圆刀尖和倒角刀尖。
二、识别刀具角度的几个辅助平面用于定义和规定刀具角度的各辅助基准坐标平面，只是假定参考，事实上看不见，摸不着。
其中包括：切削平面Ｐｓ ——通过切削刃上一点，并与加工表面相切的平面；基面Ｐｒ ——过主切削刃选定点，并与该点的切削速度方面垂直的平面；主截面Ｐｏ ——过主切削刃选定点与基面，主切削平面两两垂直的平面。
三、认识刀具的几何角度1.前角（γo）——刀具前刀面与基面的夹角，在主截面内测量前角的大小决定了刀具的锋利程度，前角越大，刀具越锋利。
前角大，切削层的塑性变形小，刀具和切屑摩擦阻力小，切削力和切削热可降低；但前角过大，会使切削刃和刀头强度降低，散热条件恶化，刀具寿命下降；有时为了增加刀具强度、断屑，常采用较小前角。
2.主后角（αo）——主后刀面与切削平面之间的夹角，简称后角后角的大小决定了刀刃的强度，并配合前角改变切削刃的锋利程度。
增加后角，可以减少刀具的后刀面或副后刀面与工件之间的摩擦，但后角过大，会减弱切削刃强度，并恶化散热条件，使刀具寿命下降。
3.副后角（α＇o）——副后刀面与副切削平面的夹角它在副截面上测量产生，其作用与主后面相似（注：副截面是指κ垂直于副切削刃且垂直于基面的平面）。
刀具几何角度的选择
刃倾角之歌
刃倾角，作用大，切屑流向要靠它： 正值切屑朝前走，负值切屑往后绕。 工件强度硬度大，负值可以应对它。 加工精度要求高，切屑必须朝前跑。 断续切的副后角取和后角相同 的数值。但切断刀受刀头强度限 制，副后角较小（1 °30′～2°）。
三、合理选择主、副偏角
我知道！ 1.主偏角的选择
① 系统刚度：刚性好， Kr小 ， 刚性差， Kr大
② 工件形状：Kr按工件表面形状
选取，如台阶轴车刀主偏角为90
o
2.副偏角的选择：
8°～10°
钛合金 σb≤1.177G Pa
10°～15°
巩固 关卡 实践操作： 当用硬质合金车刀对灰铸铁材 料粗车外圆时，后角应如何选择？为什么？
选( 较小)的后角（即选取楔角大一些），以保 证刀头（ 强度好 ），散热( 好 )，切削刃强度 ( 好 )。
对不对呢？
明辨是非：当粗加工、强力切
削或承冲击载荷时，要使刀具寿 命延长，必须减少刀具摩擦，所 以后角应取大些。
前角选择歌
• 前角作用大，合理选择它： • 工件硬度高，前角要选小， • 工件塑性大，前角要选大。 • 硬质合金刀，前角要选小， • 高速钢刀具，前角要选大。 • 粗加工前角小，精加工前角大。
二、合理选择后角
①加工精度 ②加工材料
精加工：防止摩擦选较大的角 粗加工：增加刀头的强度选较 小的后角 塑性金属：选较大的后角 脆性材料：选较小的后角 硬度、强度较高的材料：选较 小的后角
工件材料 合理前角 粗车 低碳钢 中碳钢 合金钢 淬火钢 20 ～ 25° 10～15° 10～15° 精车 25～30° 15～20° 15～20° 灰铸铁 铜及铜合 金 铝及铝合 金 钛合金 σb≤1.177 GPa 工件材料 合理前角 粗车 5～10° 5～10° 35～40° 10°～15° 精车 10～15° 10～15° 30～35°
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。
第五章 切削用量及刀具几何角度的选择(机械制造技术A)
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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
第9章刀具合理几何参数的选择及切削用量优化
刀具合理几何参数和切削用量的选择是否合理对刀具使用寿命、加工质量、生产效率和加工成本等有着重要影响。
刀具的“合理”的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达到提高切削效率或降低生产成本目的的几何参数。
第一节概述什么是刀具的合理或最佳几何参数呢在保证加工质量的前提下能够满足生产效率高、加工成本低的刀具几何参数称为刀具的合理几何参数。
一般地说刀具的合理几何参数包含以下四个方面基本内容1 刃形刃形是指切削刃的形状有直线刃、折线刃、圆弧刃、月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃等。
刃形直接影响切削层的形状影响切削图形的合理性刃形的变化将带来切削刃各点工作角度的变化。
因此选择合理的刃形对于提高刀具使用寿命、改善已加工表面质量、提高刀具的抗振性和改变切屑形态等都有直接的意义。
2 切削刃刃区的剖面型式及参数通常将切削刃的剖面型式简称为刃区型式。
针对不同的加工条件和技术要求选择合理的刃区型式如锋刃、后刀面消振棱刃、前刀面负倒棱刃、倒圆刃、零度后角的刃带及其合理的参数值是选择刀具合理几何参数的基本内容。
图所示为五种刃区型式。
图常见的五种刃区形式a锋刃b消振棱c-负倒棱d-倒圆刃e刃带3 刀面型式及参数前刀面上的卷屑槽、断屑槽后刀面的双重刃磨、铲背以及波形刀面等都是常见的刀面型式。
选择合理的刀面型式及其参数值对切屑的变形、卷曲和折断对切削力、切削热、刀具磨损及使用寿命有着直接的影响其中前刀面的影响和作用更大。
4 刀具角度刀具角度包括主切削刃的前角γ0、后角а0、主偏角κr、刃倾角λs和副切削刃的副后角а??0、副偏角κ??r等。
刀具合理几何参数的选择主要决定于工件材料、刀具材料、刀具类型及其他具体工艺条件如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等。
当确定了刀具几何参数后还需选定合理的切削用量才能进行切削加工。
在机床、刀具和工件等条件一定的情况下切削用量的选择最富有灵活性和能动性。
对于充分发挥机床和刀具的功能以取得生产的最大效益来说切削用量的选择如果得当就可能最大限度地挖掘出生产潜力倘若选择不当会造成很大的浪费或导致生产事故。
1.刀具几何参数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• P90 • 思考题：4.1 4.2 4.3 4.12 4.13 4.14 • 作业：4.15
• • • •
倒角刀尖： 参数：粗加工：κε=1/2 κr ,bε=0.5-2 精加工： κε,bε比粗加工小 应用：刃磨方便，适用各类刀具
• 倒角带修光刃：倒角刀尖加修光刃 • 修光刃参数： κε’=0,bε’=1.2-1.5f • 应用：车、刨、面铣刀，半精加工、精加工
刃口
• 锐刃（锋刃）、倒圆刃、倒棱刃、平棱刃、消 振棱刃、白刃（刃带） • 锐刃（锋刃）：高速钢精加工，硬质合金加工 高韧性材料 • 倒圆刃：硬质合金、可转位刀片rn<1/3f,0.05; 作用：提高强度、寿命，减小粗糙度、挤光， 消振。 • 倒棱刃、平棱刃：粗加工、半精加工--硬质合 金 ---车、刨、端面铣刀 • 平棱刃：工艺系统刚度不足，单刃刀具 • 白刃（刃带）：多刃刀具—刃磨次数、方便， 光整
切屑流向
• 刃倾角： • 流屑角：
3.影响断屑因素
• 1）.断屑槽：折线、直线圆弧、全圆弧 • 折线、直线圆弧：碳钢、合金钢、不锈钢 • 全圆弧：塑性高材料、重型刀具
• 断屑槽参数：槽宽LBn、槽深hBn (γBn )
• δBn :反屑角， ρ：切屑卷曲半径 • 参数确定： • A：槽宽LBn小，切屑卷曲半径ρ小—断屑；太小，切屑阻屑、崩刀、切屑飞溅 • B：进给量、背吃刀量、主偏角 大；工材塑性、韧性 小----槽宽LBn选大 • C：反屑角δBn 大—易断屑；太大，阻屑
刀具几何参数的合理选用
刀具几何参数的合理选用摘要:刀具几何参数的选择是高职院校机电专业的专业基础课《机械制造》中的重要应用性课题之一,本文主要对刀具几何参数的内容及合理选用的原则及方法进行分析和阐述。
关键词:刀具几何参数的合理选用几何角度刀尖的修磨俗话说“工欲善其事,必先利其器”,作为直接参与切削工件的刀具,其几何参数选择合理与否对切削效率、加工质量、加工成本及刀具寿命等必然起着重要影响。
在机械技术人员长期的生产实践中,总结出这样一个结论:若刀具结构和几何参数的合理改善,将使刀具寿命成倍提高。
这也说明了刀具几何参数合理选择的重要意义。
1 刀具几何参数包含的内容1.1 主副切削刃主副切削刃的形状有直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃等。
切削刃的形状如何会影响工件切削层横断面形状、面积及刀具切削刃上各点角度的数值,从而对切削加工产生影响。
近几年刃形发展的主要特点是提高刀尖处的强度、减少切削加工负荷、提高刀具的抗振能力、有效加强刀具热量传散等以保护刀具。
1.2 刃口型式刃口型式主要有锋刃、负倒棱、消振棱及刃带等。
锋刃应用较多,负倒棱是在刀具前刀面开设倒棱面,消振棱是在刀具后刀面开设倒棱面,选择时要注意负倒棱与消振棱各自的作用及区别。
1.3 刀具几何角度刀具的角度有前角、后角、主偏角、刃倾角、副切削刃的副后角及副偏角等。
完整的刀具形状及结构是由刀具几何参数决定的,各参数间相互依赖、相互制约,无视它们的内在联系而孤立地选择某一参数将无法满足加工的需求。
因此刀具合理几何参数指在一定的切削条件下,在保证工件加工质量和精度的前提下,能满足刀具正常磨损而不破损、刀具寿命高、高率、低成本的刀具几何参数。
本文将介绍刀具几何角度及刀尖修磨形状的合理选择。
2 刀具几何参数合理选择时应注意的事项2.1 切削条件要考虑机床、夹具、刀具及工件组成的机械加工工艺系统刚性及功率、切削用量大小等。
通常,若工艺系统刚性较差小时,应选较大前角和主偏角等,以降低切削力和防止工件受冲击与振动。
刀具的标注角度技术总结
刀具的标注角度技术总结最近发表了一篇名为《刀具的标注角度技术总结》的范文，感觉很有用处，希望大家能有所收获。
1.750 内孔车刀几何角度：主偏角Kr＝750，副偏角Kr′＝150，前角γ0＝100，后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs ＝50答案：2.75外圆车刀几何角度：主偏角Kr＝75，副偏角Kr＝15，前角γ0＝10，0 0 10 0 后角α0＝80，副后角α01＝80，刃倾角λs＝－50答案：3.600 内孔车刀几何角度：主偏角Kr＝600，副偏角Kr′＝150，前角γ0＝100 后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs＝－50答案：，4.900 外圆车刀几何角度：主偏角Kr＝900，副偏角Kr′＝150，前角γ0＝100 后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs＝50答案：5.450 内孔车刀几何角度：主偏角Kr＝450，副偏角Kr1＝150，，前角γ0 0 100＝10，后角α0＝10，副后角α0＝10，刃倾角λs＝-50答案：6.450 端面车刀几何角度：主偏角Kr＝450，副偏角Kr′＝450，前角γ0＝50 后角α0＝80，副后角α0′＝80，刃倾角λs＝50答案：，篇二：刀具角度标注参考系刀具标注角度参考系设计制造测量角度时的基准（1）基面Pr: 通过主切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的。
（2）切削平面Ps：通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。
（3）切削刃剖平面正交平面Po：通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。
正交平面参考系:基面、切削平面和正交平面组成标注刀具角度的正交平面参考系。
法平面Pn :过切削刃上选定点并垂直于主切削刃的平面进给平面Pf :垂直于基面平行于进给方向的平面切深平面Pp :垂直基面和假定工作平面的平面篇三：刀具标注角度2）后角αo -- 后刀面与切削平面的夹角。
若通过选定点的切削平面位于楔形刀体的实体之外，后角为正值；反之为负值。
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刀具主要几何角度及选择
金属切削刀具切削部分的结构要素、几何角度与斧头等刀具有许多共同的特征。
如图1，各种多齿刀具或复杂刀具，就其一个刀齿而言，都相当于一把斧头的刀头。
现以熟悉的车刀为例说明刀具主要几何角度。
图
1 刀具的切削部分
1•车刀切削部分的组成
车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成（如图2）
TJJt 左厨刀而
图2 硬质合金外园车刀
(1)前刀面刀具上切屑流过的表面
(2)主后刀面刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面，称为主后刀面
(3)副后刀面刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面
(4)主切削刃刀具上前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃
(5)副切削刃刀具上前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃
= ”*-F” F = - = - FF ” - - F r””*”彳 F = * = -”-* = ”= -F- F== - . H-
(6)
刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。
刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆刀
尖和倒角刀尖。
2•车刀切削部分的主要角度
(1 )测量车刀切削角度的辅助平面
赧定主运动方向
运动方向
基百Pr
= ”*-F” F = - = - FF ” - - F r””*”彳 F = * = -”-* = ”= -F- F== - . H-
= ”*-F” F = - = - FF ”- - F r”””” F = * = -”-* = ”=-F- F== - . H-
= ”* -F” F = - = - FF ” - - F r””*” F = * = -” - — -
I
图4车刀的主要角度
(2)车刀的主要几何及其选择
1)前角人前角几在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。
前角的正负方向按图示规
定表示，即刀具前刀面在基面之下时为正前角， 刀具前刀面在基面之上时为负前角。
前角一般在
-5。
〜25°之间选取。
前角选择的原则：前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。
材料的硬度来选择前角。
加工材料的硬度高， 前角取小值，反之取大值。
其次要根据加工性质来
考虑前角的大小，粗加工时前角要取小值，精加工时前角应取大值。
因此首先要根据加工
——
2）后角* L在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。
后角不能为零度或负值,
一般在6°〜12。
之间选取
后角选择的原则：首先考虑加工性质。
精加工时，后角取大值，粗加工时，后角取小值。
其次考虑加工材料的硬度，加工材料硬度高，主后角取小值，以增强刀头的坚固性；反之，后
角应取小值。
----- -------- ------ ---- 骆吵0厂彳--"---------
3）主偏角：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。
主偏角一般在30
90 °之间选取
主偏角的选用原则：首先考虑车床、夹具和刀具组成的车工工艺系统的刚性，如车工工艺
系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命和改善散热条件及表面粗造度。
其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90°，加工中间切入的工件，主
偏角一般取60
图5刃倾角的符号
4）副偏角1■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。
副偏角的选择原则：首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性，才能减小副偏角；反之,
应取大值；其次，考虑加工性质，粗加工时，副偏角可取10°〜15° ,粗加工时，副偏角可取5
左
右。
切削刃章高点
切削刃最低点 A A
X s > 0,精加工时 J 刀尖程于 切削刃最禹点
八刀空检于 :切削
刃策低盖 刃倾角的选择原则：主要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大，
工件对车刀冲击力小， X < 0； —般取 辰=0
5）刃倾角 X 在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。
当主切削刃呈水平时 =0° ;刀尖为主切刃上最高点时， X > 0°;刀尖为主切削刃上最低点时
刃倾角一般在-10 °〜5°之间选取。
XV 0° （如图5所示）。