刀具基本几何角度2
第一章刀具的几何角度及切削要素(+考试要点)
通过切削刃 上选定点， 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。 削刃相切的平面。
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2.刀具的标注角度
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主偏角κ 主切削刃在基面上的投影与进给 方向之间的夹角。 运动速度vf 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 副偏角κ 反方向之间的夹角。 运动速度vf反方向之间的夹角。
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2.刀刃
（1）主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。 前刀面与主后刀面在空间的交线。
（2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。 前刀面与副后刀面在空间的交线。
3．刀尖
三个刀面在空间的交点，也可理解为主、 三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
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§1.2.3切削用量三要素 1.2.3
在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀 量（切削深度）总称为切削用量。它表示主 运动和进给运动量。 1.切削速度 切削速度 刀具切削刃上选定点相对工件主运动的 瞬时线速度称为切削速度，用vc表示，单位 为m/s或m/min。
dn vc = = 1000 318
π dn
切削速度
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2.进给量 进给量
工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相 对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量， 用f表示，单位为mm/r。 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件 的位移量，称为进给速度，用vf表示，单位为 mm/s或m/min。 当主运动为旋转运动时，进给量f与进给速度 vf之间的关系为： vf ＝fn
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。
刀具切削部分的几何形状和角度解析
❖ 前角γo ——前刀面与基面 之间的夹角。
❖ 后角αo ——主后刀面与切 削平面之间的夹角。
❖ 楔角βo ——前面与后面的 夹角。
思考：γo、 αo、 βo 之间的关系？
βo＝90°－（ γo ＋αo ）
（2）在基面中测量的角度
❖ 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
——前刀面与主后刀面相交形 ❖ 主成切的削刀刃刃S。
——前刀面与副后刀面相交形 ❖ 副成切的削刀刃刃S。ˊ
——主、副切削刃连接处的一小部分 ❖ 刀切尖削刃。(刀尖类型)
车刀的切削部分
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、 （标注角度） 制造、刃磨和测量时刀 具几何参数的参考系。
❖ 后角αo ：后刀面与基面之间的夹角为锐角，后角为正，夹角为钝 角，后角为负值。
❖ 刃倾角λs ：刀尖是主切削刃上最高点时刃倾角为正，刀尖位于主 切削刃上最低点时刃倾角为负，主切削刃与基面平行时刃倾角为 零。
尖形刀尖
修圆刀尖
倒角刀尖
谢谢观赏！
13
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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。
❖ 切削平面ps 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
❖ 假定工作平面pf ——通过 切削刃选定点并垂直于基面 的平面，一般其方位平行于 假定的进给运动方向。
第一章 刀具几何角度及切削要素
在假定工作平面 中度量标注，其正、负规定与 相同。 Pf
o • (9) 侧后角 。又称进给后角，它是后面 与切削平面间 的夹
A f 角，在假定工作平面 中度量标注。 的正、负规定与 相同。
f Pf Ps • (10) 背前角 。又称切深前角，它是前面 与基面 间的夹角，
o 在背平面 中度量标注，其正、负规定与 相同。
v
• 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度称为切削
速度，单位为m/s或m/min。
• 当主运动为旋转运动时，可按下式计算
•
πdn v 1000
• 式中：d ——切削刃选定点处刀具或工件的直径(mm)； • ——主运动转速(r/min或r/s)。
• n 切削刃上各点的切削速度有可能不同，考虑到刀具的磨损
Pr
Pr s • (3) 刃倾角 ：主切削刃 与基面 S 间的夹角，在主切削平
S s
面 中度量标注。以过刀尖处的 为基准，当 位于 Ps Pr
之
S 上时(其时刀尖位置最低)，规定 ＜0°；当 位于 之下 Pr
时(其时刀尖位置最高)，规定 ＞0°；当 位于 内，则 S Pr s =0°。可简记为“抬头为正，低头为负”。 S Pr s
当主运动与进给运动同时进行时，刀具切 削刃上某一点相对工件的运动称为合成切削运 动，其大小与方向用合成速度向量ve表示。如图 1.3所示，合成速度向量等于主运动速度与进给 运动速度的向量和。即
ve=vc+vf
图1.3 切削时合成切削速度
第二节 刀具切削部分的基本定义
一、刀具的组成
• 由夹持部分(刀柄)和切削部 分(刀头)两大部分组成。
• 车削和刨削时，背吃刀量就是工件上已加工表面和待加工表
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。
第1章 刀具几何角度
a）
b）
c）
刃倾角对排屑方向的影响
• 派生角度：
• 刀尖角：在基面Pr内测量的主切削平面与副切 削平面间的夹角，记为εr，
• εr=180°-（ r ＋ r ' ）；
• 余偏角：在基面Pr内测量的主切削平面PS与背 平面PP间的夹角，记为ψr，
• ψr=90°- r ；
• 楔角：在正交平面Po内测量的前刀面Aγ与后刀 面间的夹角，记为βo，
（1）当 i 0, pi ps , i s （2）当 i 90 0 , pi po , i o
（3）当 i 1800 r , pi p f , i f
tan f tan o sin r tan s cos r
（4）当 i 900 r , pi pp , i p
1. 切削运动
为了切除多余的金属， 刀具和工件之间必须有相对运 动，即切削运动。切削运动可 分为主运动和进给运动。
1）主运动
切削运动
是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速
度最高。有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）
直线运动（刨削、拉削的刀具运动）
运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
正交平面参考系：
由基面Pr、切 削平面Ps和正平 面Po构成的空间
三面投影体系称 为正交平面参考 系。
三、刀具的标注角度 1.正交平面参考系中的刀具标注角度
(1) 在基面Pr上刀具标注角度有：
主偏角kr──在过主切削刃选定点的基面内， 主切削刃与进给方向间的夹角；
副偏角kr′──在过副切削刃选定点的基面内， 副切削刃和进给方向间所夹的锐角；
解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响
在车削加工中，车刀的主要几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
在本文中，我将从深度和广度上对车刀的几何角度进行全面评估，并探讨它们对车削加工的影响。
1. 切削角：切削角是指车刀切削刃上的主切削刃与前方切削方向的夹角。
切削角的大小直接影响着切屑的形成和流动。
当切削角较大时，切削力减小，但切削刃容易磨损；当切削角较小时，切削力增大，但切削刃磨损减小。
选择适当的切削角对于保证加工质量和提高加工效率至关重要。
2. 后角：后角是指车刀主切削刃与切削方向之间的夹角。
后角的大小影响着车刀的进给力和阻力。
当后角增大时，进给力增大，加工效率提高；但阻力也会增大，对车刀和工件的刚性要求也会增加。
合理选择后角是为了在保证加工效率的尽可能减小刀具和工件的损耗。
3. 主偏角：主偏角是指车刀主切削刃与工件表面的夹角。
主偏角的大小直接影响着工件的表面质量和加工精度。
一般来说，主偏角越小，加工表面的质量越好，但车刀的刚度和稳定性要求也越高。
在实际应用中需要根据工件的要求和加工条件选择合适的主偏角。
4. 副偏角：副偏角是指车刀副切削刃与工件表面的夹角。
副偏角的大小影响着切削刃与工件的接触面积和切削力的大小。
合理选择副偏角可以有效减小切削力，提高车削加工的效率和质量。
车刀的几何角度对车削加工有着重要的影响，其合理选择可以有效提高加工效率和加工质量。
在实际应用中，需要根据具体的加工要求和工件材料来选择合适的几何角度，以达到最佳的加工效果。
个人观点和理解：车刀的几何角度是车削加工中的关键参数，合理选择和调整这些角度对于提高加工质量和效率至关重要。
在实际应用中，需要综合考虑工件材料、加工条件和车刀性能等因素，进行合理的选择和调整，以达到最佳的加工效果。
以上是对“解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响”的文章撰写，希望能帮助你更深入地理解这一主题。
在车削加工中，车刀的几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
除了切削角、后角、主偏角和副偏角外，还有其他几何角度也对车削加工起着重要作用，比如前角、刀尖半径等。
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。
刀具的几何形状及主要角度
刀具的几何形状及主要角度
一 、刀具切削部分的几何形状 各种刀具都是由切削部分 刀头 和被夹持部分(刀体 刀柄)两部分 各种刀具都是由切削部分(刀头 和被夹持部分 刀体或刀柄 两部分 切削部分 刀头)和被夹持部分 刀体或 组成. 二者既可以是一体的，也可以是由不同材料连接起来. 组成 二者既可以是一体的，也可以是由不同材料连接起来
普通车刀切削部分的组成
２．参考系
作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面， 作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面，只是假定参 事实看不见， 考，事实看不见，摸不着
基
面
通过主切削刃上的某 一点， 一点，与主运动方向 相垂直的平面
切削平面
通过主切削刃上的某一 点，于加工表面相切并 垂直于基面的平面
前角γ 前角 0――前刀面与基面间的 前刀面与基面间的 夹角 前角大，刃口锋利， 前角大，刃口锋利，切屑变 切削力小，切削轻快。 小，切削力小，切削轻快。但 易产生崩刃。 易产生崩刃。
后角α 后角 0――主后刀面与切削平 主后刀面与切削平 面间的夹角 增大后角可减少摩擦， 增大后角可减少摩擦，提高工 件加工质量和刀具耐用度， 件加工质量和刀具耐用度，并 使切削刃锋利。 使切削刃锋利。
Ⅲ、参考系 1、作用 2、三个辅助平面 基面Pr 主切削平面PS 正交平面P0
Ⅳ 、车刀主要角度及作用归纳表 车刀主要角度及作用归纳表
角度 定义 测量平面 作用
前角γ0
前面和基面间的夹 角 后面与切削平面间 的夹角 主切削刃与进给方 向之间的夹角 副切削刃与进给方 向的反方向间的夹 角 主切削刃与基面间 的夹角
正交平面
通过主切削刃上的某一点，并 通过主切削刃上的某一点， 同时垂直于基面和切削平面的 平面
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a.刀尖高与工件轴线：工作前角γoe增大，
工作后角αoe减小。
b.刀尖低与工件轴线：工作前角γoe减小，
工作后角αoe增大.
教学反思：
本节课的内容对学生来说有一定的抽象性，学生没有实践经验，因此讲解时有一定的困难，为此采用实地参观和教师演示刀具的安装，加深了学生对车刀安装情况的了解。
1.车刀的工作角度
车刀工作时，由于工作条件与理想条件不符，其实际角度不等于标注角度，这种变化了的角度称为实际工作角度。
2.车刀安装情况对工作角度的影响
（1）安装高度对工作角度的影响：
a.刀尖高与工件轴线：工作前角γoe增大，工作后角αoe减小。
b.刀尖低与工件轴线：工作前角γoe减小，工作后角αoe增大.
(2)刀柄偏斜对工作角度的影响：
a.刀柄右偏：主偏角Kr增大，副偏角Kr′减小。
B．刀柄左偏：主偏角Kr减小，副偏角Kr′增大。
车刀刀杆与进给方向不垂直时，工作主偏角kre和工作副偏角k’re将发生变化：
；
式中G—假定进给剖面与工作进给剖面之间的夹角，在基面内测量。也就是进给运动方向的垂线和刀杆中心线间的夹角。
难点：刀具安装位置的高低对工作角度的影响；
教具
学具
相关课件；图片课件
教学流程
组织教学：清点班级人数，登记出勤
复习提问：1、基面？2、在基面内测量的角度？3切削平面及在切削平面内测量的角度？
导言：本节课我们就一起学习刀具安装的高低对工作的影响。
新课：
第一节刀具切削部分的几何角度2
一、工作情况下刀具角度的变化
授课时间：2019年9月13日星期五第1-2-6节
课题
第二章：刀具切削部分的几何角度2
课型
新授
课时
2
教
学
目
标
1、了解刀具安装位置的高低对工作角度的影响。
2、掌握工作情况下刀具角度的变化
教
学
设
想
利用课件展示刀具工作时的图片，掌握刀具安装位置对切削的影响。
教学
重点
难点
重点：掌握刀具工作情况下刀具角度的变化；
一、1、工作基面Pre 平面
2、工作切削平面Pse -----指通过切削刃选定的点与切削刃相切并垂直于工作基面的平面
3、工作正交平面Poe------指通过切削刃选定的点并同时与工作基面和工作切削平面相垂直的平面
二、车刀安装情况对工作角度的影响
【课堂练习】
同学之间互相讨论工作角度和刀具安装的位置对实际工作的影响
【小结】：刀具安装的位置对工作角度的影响的知识点比较复杂，希望大家对图形，公式进一步的深入理解和强化。
【课外作业】：
识记
1、工作角度与静止角度的换算公式
2、内孔车刀安装时角度的换算
3、刀柄轴线安装倾斜对工作角度的影响
板
书
设
计
第四节刀具切削部分的几何角度2
1、工作基面Pre ------指通过切削刃选定的点并与合成切削速度方向相垂直的平面
2、工作切削平面Pse -----指通过切削刃选定的点与切削刃相切并垂直于工作基面的平面
3、工作正交平面Poe------指通过切削刃选定的点并同时与工作基面和工作切削平面相垂直的平面
二、刀具安装高低对工作角度的影响