切削刀具的标注角度
正交平面参考系中的标注角度
《机械加工方法与通用设备》
正交平面参考系中的标注角度
正交平面参考系中的标注角度的概念
正确判断正交平面参考系中标注角度的概念
（5）副偏角κr ˊ
（6）副后角αo ˊ
派生角度：
楔角βo 、刀尖角εr
（1）主偏角κr
（4）后角αo
（2）刃倾角λs
（3）前角γo
刀具的标注角度（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr主切削刃在基面上的投影与进给运
动速度v f方向之间的夹角。
2）副偏角κr′副切削刃在基面上的投影与进给运动
速度v f反方向之间的夹角。
3）刀尖角εr主、副切削刃在基面上的投影之间
的夹角，它是派生角度。
εr=180°-(κr ＋κr′)
（2）正交平面中测量的刀具角度
1)前角γO 前刀面与基面之间的夹角。
2)后角αo 主后刀面与切削平面之间的夹角。
3)楔角βo 前刀面与主后刀面之间的夹角，它是个派生角。
βo ＝90°－(γO ＋αo )
刀具的标注角度
（3）切削平面中测量的刀具角度
刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
刀具的标注角度•
有正负之分
刀尖处于切削刃最高点时刃倾角为正
刀尖处于切削刃最低点时刃倾角为负切削刃与基面相重合时刃倾角为零
刃倾角对切削流向的影响：
副后角αO ’： 副正交平面中测量的副后刀面
与副切削平面之间的夹角。
（4）副正交平面中测量的刀具角度
在正交平面参考系中的标注角度
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EDUCATION PRACTICE SESSION PPT 扬州市职业大学 机械工程学院胡林岚 老师。
刀具几何角度45° 切断刀主要角度标注
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、铳刀、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Yo和Ns两角确定前面的方位，用α o、Kr两角可确定后面的方位，用Kr和入S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。
4X2=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：Y、λ sL;后面定向角：ao、KrL;左o
副后面定向角Q'oL、KrL右副后面定向角α'O R、
KrR'
四、
其它参考系
1、假定工作平面参考系由P、P、P三个平面组成。
其中：rfp
（1）假定进给平面P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f
深平面（背平面）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
图1-10 T7]1∏,后用和刃籁用正、员的板东β）时.后角b）刃伍角。
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
刀具几何角度的基本定义与标注和工作角度
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
圆周切线 方向
切削刃的工作 前角增加,工作 后角减少.
2.刀具工作角度定义 刀具工作角度的定义与标注角度类似,它是前、后面与工作参考系平面 的夹角.
2 刀具安装对工作角度的影响
<1>刀杆中心与进给方向不垂直：如图 Κre、Κreˊ变化
由上图可以看出：当刀杆中心逆时针偏转一角度θ后,其Κre增大 Κreˊ减小.
<2>刀具装刀高低对工作角度的影响
车外圆：Ve方向变化—>Pre变—>若 刀尖高于工件中心, 如上图 则：工作角度γoe增大,αoe减小 即：γoe＝γo＋θo
5. 正交平面参考系中角度定义与标注
<1> 在正交平面内测量
①前角γo = ∠Aγ与 Pr ：Aγ 在Pr之上—>负,Aγ在Pr之 下—>正
前角γo立体图示
前角γo正负图示
② 后角αo =∠Aα与 Ps （一般无负）
后角αo立体图示 后角αo正负图示
<2> 在基面内测量
主偏角Κ =∠"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"
2. 正交平面参考系<pr-ps-po>
基面Pγ： Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面〔车刀 切削平面 Ps: 与 S相切 且 ⊥Pγ 正交平面Po: Po⊥Pγ⊥Ps
刀具标注角度
⼑具标注⾓度2）后⾓αo -- 后⼑⾯与切削平⾯之间的夹⾓。
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。
3）楔⾓βo -- 前⼑⾯与主后⼑⾯之间的夹⾓。
显然有：βo + γo +αo = 90°。
在基⾯P r中测量的⾓度：4）主偏⾓k r -- 主切削刃在基⾯上的投影与假定进给⽅向之间的夹⾓。
5）副偏⾓k'r -- 副切削刃在基⾯上的投影与假定进给反⽅向之间的夹⾓。
6）⼑尖⾓εr -- 主切削刃与副切削刃在基⾯上投影之间的夹⾓。
显然有： k r+k'r +εr = 180°。
在切削平⾯P s中测量的⾓度：7）刃倾⾓λs -- 主切削刃与基⾯之间的夹⾓。
当⼑尖是主切削刃上最低点时，刃倾⾓定为负值；当⼑尖是主切削刃上最⾼点时，则刃倾⾓为正值，如图2-62 所⽰。
图2-62 刃倾⾓当λs = 0°时，主切削刃与切削速度垂直，称之为直⾓切削或正切削。
⽽λs≠ 0°的切削称为斜⾓切削或斜切削。
λs的正或负会改变切屑流出的⽅向。
在副正交平⾯中测量的⾓度8）副后⾓α'o -- 副后⼑⾯与切削平⾯之间的夹⾓；9）副前⾓γ'o -- 前⼑⾯与基⾯之间的夹⾓。
实际上，当γo、λs 、k r及k'r为已定值，且主、副切削刃处于共同的前⼑⾯时，γ'o也已被确定了。
另外，βo及εr是派⽣⾓。
因此，外圆车⼑的标注⾓度只有六个是独⽴的：γo、αo、k r、 k'r、λs与α'o，外圆表⾯的加⼯路线1粗车→半精车→精车：应⽤最⼴，满⾜IT≥IT7，▽≥0.8外圆可以加⼯2粗车→半精车→粗磨→精磨：⽤于有淬⽕要求IT≥IT6，▽≥0.16 的⿊⾊⾦属。
3粗车→半精车→精车→⾦刚⽯车：⽤于有⾊⾦属、不宜采⽤磨削加⼯的外⽤表⾯。
4．粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨、超精加⼯、砂带磨、镜⾯磨、或抛光在2的基础上进⼀步精加⼯。
实验一：刀具的标注角度
精密机械制造基础实验报告信息工程学院光机电测控专业13级1班 学号 姓名 (合作者 ) 实验日期 实验室实验一 车刀几何角度的测量一、 实验目的1．了解车刀量角台的结构、工作原理及使用方法； 2．掌握车刀主要几何参数的测量方法；3．加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解，并了解车刀几何角度在切削过程中的作用。
二、 实验内容和要求1．熟悉车刀结构及其相关基本概念，熟悉车刀量角台的使用；2．测量记录四把不同类型的车刀(包括直头外圆车刀、弯头外圆车刀、偏刀、切断刀)的几个主要几何角度，读数要求精确至0.5度；3．在测量过程中应小心细致避免车刀伤及身体及碰坏刀刃。
三、 实验主要仪器设备和材料车刀量角台；被测量用车刀。
四、 实验原理方法、步骤及结果测试1．刀具相关概念的回顾(1)车刀切削部分的组成——“三面两刃一尖”（见图1-1）前刀面A γ：切屑沿其流出的刀具表面。
主后刀面A α：与工件上过渡表面相对的刀具表面。
副后刀面'A α：与工件上已加工表面相对的刀具表面。
序号考勤情况预习情况操作情况数据处理成绩判定 教师签名图1-1主切削刃S ：前刀面与主后刀面的交线，它承担主要切削工作，也称为主刀刃。
副切削刃'S ：前刀面与副后刀面的交线，它协同主切削刃完成切削工作并最终形成已加工表面，也称为副刀刃。
刀尖：连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是一段小的圆弧，也可以是一段直线。
(2)刀具角度参考坐标系——正交平面参考坐标系（见图1-2）刀具角度是确定刀具切削部分几何形状的重要参数，要确定刀具的角度，必须先确定用于定义和规定刀具角度的各种基准坐标平面，组成各种参考坐标系。
根据有无考虑进给运动与安装条件，参考坐标系可分为标注（静止）参考坐标系和工作（动态）参考坐标系。
标注参考系中最常用的是正交平面参考坐标系，其主要有以下三个平面组成。
基面P γ：通过主切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。
机床中刀具的几何角度及标注
机床中刀具的几何角度及标注
金属切削道具对于提高劳动生存率、保证加工精度与表面质量、改进生产技术、降低成本，都有直接的影响。
刀具的种类很多，按设计、制造、使用情况的不同可以分为标准刀具、标准专用刀具类和专用刀具类。
前两类一般由专业厂按照国家标准设计制造，用户主要是正确选择、合理使用，而专用刀具则应该根据加工工件形状、尺寸和技术要求进行专门的设计制造。
常用的切削加工刀具有车刀、刨刀、铣刀孔加工刀具、齿轮加工刀具、砂轮、拉刀等。
刀具的几何角度及标注
金属切削加工的刀具种类繁多，但刀具切削部分的组成却有共同点。
车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。
a车刀切削部分的组成
车刀由切削部分和刀柄组成。
刀具中起切削作用的部分称切削部分，夹持部分称刀柄，如图1-3所示车刀的组成部分和各部分的名称。
切削部分由不同刀面和切削刃构成。
定义如下：
(1)前刀面Aγ刀具上切屑流过的表面，也称前面。
(2)住后面Aα切削时刀具上与工件加工表面相对的表面。
(3)副后面A'α:切削时刀具上与工件已加工表面相对的表面。
(4)主切削刃：前刀面与主后刀面的交线(切削过程中，承担在狐妖的切削任务)。
(5)副切削刃：前刀面与副后刀面的交线(参与部分切削任务)
(6)刀尖：主切削刃与副切削刃相交而形成的一部分切削刃，它不是以个几何点，而是具有一定圆弧半径的刀尖。
刀具标注角度的参考系
什么样的刀具适于裁 纸——生活当中的刀
具和金属切削刀具原
理是相通的，这就是 刀具要有一定的角度 的。
实习报告P8：图1
四、车刀切削部分的主要角度 ：
为了确定车刀主、副切削刃及前、后面在空间的位置，即确定 车刀的几何角度，需要辅助平面坐标系作为刃磨、测量和标注刀具 角度的基准。常用的刀具静止参考系来标注车刀的角度，它由基面、
振动，因此刀具材料应具备以下基本要求： 1、强度和韧性 为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具备足够的强 度和韧性。
2、 硬度 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度2~3倍，常温 硬度一般要求在60HRC以上。
3、耐磨性 抵抗磨损的能力，是刀具材料机械性能、组织结构和
化学性能的综合反应。
4、耐热性 刀具材料在高温下仍能保持足够硬度的性能。耐热性越 高，刀具允许的切削速度越高。它是衡量刀具材料性能的主 要指标。
切削平面和正交平面三个相互垂直的平面所构成，静止参考系的假
定工作条件：
1、假定进给速度很小（忽略）； 2、刀尖和工件中心等高。
刀具标注角度的参考系：由基面Pr、切削平面PS、正交平面PO 三个相互垂直的平面所构成。
待加工表面 已加工表面
过渡表面
正交平面 基面
刀具标注角度的参考系：
一、基面Pr：通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面(车削外
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(1)前角（ γ o ）在正交平面内，基面与前刀面之间的夹角。 前角（ 在正交平面内，基面与前刀面之间的夹角。 前角 作用： 作用：（1）使主切削刃锋利（2）影响切削刃强度 ）使主切削刃锋利（ ） 选取原则： 工件材料：塑性材料，大前角；脆性，小前角。 选取原则：①工件材料：塑性材料，大前角；脆性，小前角。 强度、硬度低，大前角，否则，小前角。 强度、硬度低，大前角，否则，小前角。 刀具材料：高速钢，大前角；硬质合金，小前角。 ②刀具材料：高速钢，大前角；硬质合金，小前角。 加工性质：精加工，大前角；粗加工，小前角。 ③加工性质：精加工，大前角；粗加工，小前角。 选取范围： 5 + 选取范围：－ o～ 25o
§1－2 刀具与刀具切削过程
一、刀具
（一）刀具角度 1.车刀的组成 车刀的组成
图2-48 各种刀具切削部分的形状
a）刨刀 b）钻头 c）铣刀 ） ） ） 刨刀、钻头、面） ：前刀面（刀具上切屑过的表面） (2)：主后刀面（刀具上与工件过渡表面相对的表面） ：主后刀面（刀具上与工件过渡表面相对的表面） (3)：副后刀面（刀具上与工件已加工表面相对的表面） ：副后刀面（刀具上与工件已加工表面相对的表面） (4)：主切削刃（前刀面与主后刀面的交线，主要切削工作） ：主切削刃（前刀面与主后刀面的交线，主要切削工作） (5)：副切削刃（前刀面与副后刀面的交线，参与部分切削工作） ：副切削刃（前刀面与副后刀面的交线，参与部分切削工作） (6)：刀尖 ：
进给平面） （4）假定工作平面（ pf ）（进给平面）通过切削刃选 ）假定工作平面（ ）（进给平面 定点， 面垂直， 定点，与 基 面垂直，且与假定进给方向平行 ）（切深平面 通过切削刃选定点， 切深平面） （5）背平面（ pp ）（切深平面）通过切削刃选定点， ）背平面（ 同时垂直于基面和假定工作平面
3.刀具的标注角度 刀具的标注角度
主要包括： 主要包括：
前角（ ）、背前角 背前角（ ）、后角 后角（ ）、背后角（ p ）、背后角 α ） 背后角（ 前角（γ o）、背前角（ γ p）、后角（αo 主偏角（ ）、副偏角 副偏角（ ' 和刃倾角（ s 主偏角（ kr ）、副偏角（ kr ）和刃倾角（ λ）。
主偏角小：表面粗糙度小 主偏角大：表面粗糙度大。 主偏角小：表面粗糙度小。主偏角大：表面粗糙度大。 常用角度：45°、60° 、75° 、90° 常用角度： ° ° ° °
(6)副偏角（ k'）基面内，副切削平面与假定工作面间的夹角。 副偏角（ 基面内，副切削平面与假定工作面间的夹角。 副偏角
右偏刀车端面的标注角度
车槽刀的标注角度
(5)主偏角（ kr） 基面内，切削平面与假定工作平面间的夹角。 主偏角（ 基面内，切削平面与假定工作平面间的夹角。 主偏角 作用： 作用：（1）影响切屑的形状和刀具寿命 ）影响切屑的形状和刀具寿命 F （2）影响背向力 Fp 与进给力Fff 的比例 ） （3）影响表面粗糙度 ） 主偏角小：切屑宽且薄。 主偏角小：切屑宽且薄。 散热好，刀具寿命提高） （散热好，刀具寿命提高） 主偏角大：切屑窄且厚。 主偏角大：切屑窄且厚。 主偏角小： 主偏角小： Ff小，Fp大。 刚性差工件， （刚性差工件，易变 形和产生振动） 形和产生振动） 主偏角大： 主偏角大： Ff大，Fp小。
(2) 后角（ αo）在正交平面内，切削平面与主后刀面之间 后角（ 在正交平面内， 的夹角。 的夹角。 作用：（ ：（1） 作用：（ ）减少刀具主后刀面与工件之间的摩擦 （2）后刀面的磨损。 ）后刀面的磨损。 选取原则：精加工，大后角； 选取原则：精加工，大后角； 粗加工，小后角。 粗加工，小后角。 o + o 选取范围：粗加工： 选取范围：粗加工： 4 ～+8 精加工： 12 精加工： o～ o 8 (3)背前角（ γ p）在背平面内，前刀面与基面之间的夹角。 背前角（ 在背平面内，前刀面与基面之间的夹角。 背前角 举例： 螺纹车刀、 举例： 螺纹车刀、插齿刀 (4)背后角（ ）在背平面内，切削平面与主后刀面之间 背后角（ 在背平面内， 背后角 的夹角。 的夹角。 αp 举例： 螺纹车刀、 举例： 螺纹车刀、插齿刀
r
作用： 作用：（1）影响副切削刃与工件已加工表面的摩擦 ） （2）影响表面粗糙度的大小 ） 选取范围： 选取范围：5o～ o 15
副偏角小：表面粗糙度小 副偏角大：表面粗糙度大。 副偏角小：表面粗糙度小。副偏角大：表面粗糙度大。
(7)刃倾角（ λ ）在切削平面内， 刃倾角（ s 在切削平面内， 刃倾角 主切削刃和基面之间的夹角。 主切削刃和基面之间的夹角。 作用： 作用：（1）影响刀头的强度 ） （2）影响排屑方向 ）
2.确定刀具角度的静止参考系 确定刀具角度的静止参考系
假设： 假设：① 不考虑进给运动 ② 规定车刀刀尖与工件中心等高 ③ 刀柄的中心线垂直于进给方向 因此，参考系为静止参考系， 因此，参考系为静止参考系，主 要坐标平面有基面 r、切削平面ps、 要坐标平面有基面p 切削平面 、 基面 正交平面（主剖面） 、 正交平面（主剖面）po、假定工作 平面p 、背平面p 组成。 平面 f、背平面 p组成。 （1）基面（ pr ）：通过主切削刃 ）基面（ 选定点， 选定点，垂直于假定主运动 方向的平面。 方向的平面。 （2）切削平面（ ps ）：通过 ）切削平面（ 主切削刃选定点， 主切削刃选定点，与切削刃 相切并垂直于基面。 相切并垂直于基面。 （3）正交平面（ po ）：通过主 ）正交平面（ 切削刃选定点，并同时垂直 切削刃选定点， 于基面和切削平面 刀具标注角度的参考系