《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）。

实验一 刀具几何角度的测量一、实验目的：1．学习测量车刀几何角度的方法及仪器使用。

2．加深对车刀几何角度的定义和理解。

二、实验内容和要求1．使用车刀量角台，测量给定外圆车刀的前角γo 、后角α 0 、主偏角K r 和副偏角'r K ，并将测量结果记入实验报告；了解刃倾角λs 定义和作用。

2．每人测两把车刀，切断刀和外圆各一把。

~⒊ 根据测量结果，绘制车刀简图，并回答问题。

８７摇　臂　轴定位螺钉序号名 称车 刀 量 角 台序号名 称底 盘支 脚小 刻 度 盘工 作 台导 条小 指 针指 针转 动 轴螺 钉螺 钉 轴大 刻 度 盘大 指 针升 降 螺 母滑 体立 柱定 位 块图1 BR-CLY车刀量角仪2、所配车刀规格：~配四把车刀：400车刀(车外圆、平端面、倒角)、900车刀(精车刀、车外圆、平端面)、750车刀(精车刀、车外圆、平端面)、切断刀(切断、切槽)。

精度：7～8级左右四、车刀量角台结构介绍与测量方法l．量角台的主要测量参数及其范围车刀量角台能够测量主剖面和法剖面内的前角、后角、主偏角、副偏角及刃倾角。

测量范围：前角测量范围0-45度后角测量范围0-30度刃倾角测量范围0-45度主（副偏测量范围0-45度。

外形尺寸（㎜） 185×250×2402．车刀量角仪的使用方法（以40°外圆车刀为例）{（1）测量主偏角：主偏角是在基面上测量的主切削刃与车刀进给方向之间的夹角。

测量时，车刀放在工作台上，用刀台的侧面和底面定位。

此时刀台底面表示基面，刀台侧面表示车刀轴线，量刀板正面表示车刀进给方向。

以顺时针方向旋转矩形工作台，同时推动车刀沿刀台侧面（紧贴）前进，使主切削刃与量刀板正面密合。

此时工作台指针指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角。

（如图所示）》!|@（2）测量副偏角：副偏角是在基面上副切削刃与车刀进给方向之间的夹角。

测量时逆时针方向旋转盘形工作台，同时推进车刀使副切削刃与量刀板正面贴紧读出的刻度值即为副偏角。

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。

实验一刀具几何角度的测量1.实验内容：（一）测主刀刃上的角度；①主偏角Kr大小指针为零，转动工作台使主刀刃靠大指针平面C，这时C面为主切削平面，则指针板上刻度线所对底盘上的角度即为Kr。

②刃倾角λs调整滑体高度，使大指针底边靠刀刃。

则大指针所指角度即为λs（右负、左正）。

③前角γ0使工作台沿逆时针方向转９０゜这时C面为主剖面。

调整滑体、定位块，使大指针底边靠前刀面，则大指针所指的角度为γ0（右负、左正）。

④后角а0调整滑体和定位块位置，使大指针侧边靠后刀面，则大指针所指的角度为а0。

（二）测副刀刃上的角度；①副偏角K,r大小指针对零，转动工作态使副刀刃靠大指针C面，这时C面为副切削平面。

指针板上刻度线所对底盘上刻度即为K,r。

②副后角а,0使工作台顺时针转过９０゜，调整滑体、定位块，使大指针侧边靠副后刀面，则大指针所指的角度为а,0。

（三）法剖面的角度：①法剖面的前角γn在主偏角的前提下，使工作台逆时针方向转９０゜，这时C面为主剖面，调整小指针，使小指针的角度指着测出的刃倾角λs的角度（这时大指针垂直于刀刃）。

调整滑体，定位块，使大指针底边靠前刀面，则大指针所指的角度为γn （右负、左正）。

②法剖面的后角аn调整滑体和定位块位置，使大指针侧边靠后刀面，则大指针所指的角度为аn。

2.实验结果：前角后角主偏角副偏角刃倾角所测刀具几何角度示意图外圆车刀：切断刀：3.思考题：（1）测量车刀的法剖面、横剖面中的几何角度时，车刀量角台该如何调整及测量？答：测量法剖面系车刀几何角度：测量法剖面系车刀几何角度时，主偏角、刃倾角、副偏角均与测主剖面车刀角度的原理与方法相同。

只是在测量法前角与法后角时，应旋松螺钉轴，旋转摇臂，按刃倾角正负值顺（逆）时针方向旋转刃倾角值后，固紧螺钉轴即可按法前角和法后角定义分别测出。

横剖面车刀几何角度测量方法与之相似。

（2）车刀前角与车刀刃倾角有何区别？答：车刀的前角是基面与切削时切屑流出时，刀具与切屑相接触的表面的夹角；刃倾角是在切削平面内主刀刃和基面的夹角，它影响切屑流出的方向及刀尖的强度。

刀具几何角度的测量实验报告刀具几何角度的测量实验报告引言：刀具在机械加工领域中起着至关重要的作用。

而刀具的几何角度对于其性能和加工效果有着直接的影响。

因此，准确测量刀具的几何角度是非常重要的。

本实验旨在通过一系列测量实验，探究刀具几何角度的影响以及测量方法的准确性。

实验一：刀具的切削角度测量在切削过程中，刀具的切削角度直接影响着切削力和切削刃的寿命。

本实验使用了专用的角度测量仪器，通过将刀具固定在测量仪器上，准确测量了刀具的切削角度。

实验结果显示，切削角度的大小与切削力呈正相关关系。

较大的切削角度可以减小切削力，但过大的切削角度会导致切削刃的过早磨损。

因此，在实际加工中，需要根据具体情况选择适当的切削角度。

实验二：刀具的前角度测量刀具的前角度是指刀具刃的前面与切削面之间的夹角。

该角度的大小直接影响着切削刃的尖锐度和切削质量。

本实验使用了光学显微镜，通过观察切削刃的形态，测量了刀具的前角度。

实验结果显示，较小的前角度可以使切削刃更加尖锐，提高切削质量。

然而，过小的前角度会导致切削刃容易损坏。

因此，在实际加工中，需要根据材料的硬度和切削条件选择适当的前角度。

实验三：刀具的后角度测量刀具的后角度是指刀具刃的后面与切削面之间的夹角。

该角度的大小对切削刃的排屑性能和切削质量有着重要影响。

本实验使用了扫描电子显微镜，通过观察切削刃的形态，测量了刀具的后角度。

实验结果显示，较小的后角度可以改善切削刃的排屑性能，提高切削质量。

然而，过小的后角度会导致切削刃的容易断裂。

因此，在实际加工中，需要根据切削材料的特性选择适当的后角度。

实验四：刀具的侧后角度测量刀具的侧后角度是指刀具刃的侧面与切削面之间的夹角。

该角度的大小对切削刃的切削力和切削质量有着重要影响。

本实验使用了数字显微镜，通过测量切削刃的形态，准确测量了刀具的侧后角度。

实验结果显示，适当的侧后角度可以减小切削力，提高切削质量。

然而，过大的侧后角度会导致切削刃的易损性增加。

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。

刀具几何角度测量实验报告刀具几何角度测量实验报告引言：刀具在机械加工中起着至关重要的作用。

为了确保刀具的精确度和性能，对其几何角度进行准确测量是必不可少的。

本实验旨在通过测量刀具的几何角度，探究其对加工质量的影响，并提出相应的改进措施。

实验方法：1. 实验仪器与材料：本实验使用的仪器包括：数字显微镜、测角仪、刀具、刀具夹具等。

材料为钢材工件。

2. 实验步骤：(1) 将刀具安装在刀具夹具上，并将刀具夹具固定在工作台上。

(2) 使用数字显微镜对刀具的刃口进行观察，并记录其刃口的几何角度。

(3) 使用测角仪对刀具的刃口进行测量，并记录测得的几何角度值。

(4) 将测得的数据进行比较与分析，并得出结论。

实验结果与讨论：通过实验测量与观察，我们得到了刀具的几何角度数据。

在测量过程中，我们注意到刀具的几何角度对加工质量有着重要的影响。

1. 刀具前角度：刀具前角度是刀具刃口与工件接触面之间的夹角。

我们发现，刀具前角度的大小直接影响着切削力的大小和刀具的耐磨性。

较大的前角度可以减小切削力，提高刀具的切削性能，但过大的前角度会导致刀具易磨损。

因此，在实际应用中，我们需要根据具体的加工要求选择适当的刀具前角度。

2. 刀具后角度：刀具后角度是刀具刃口背面与工件接触面之间的夹角。

实验结果表明，刀具后角度的大小对切削力和加工表面质量有着重要影响。

较小的后角度可以减小切削力，提高加工表面质量，但过小的后角度会导致刀具容易断裂。

因此，我们需要根据具体的加工要求选择适当的刀具后角度。

3. 刀具侧角度：刀具侧角度是刀具刃口与工件侧面之间的夹角。

实验结果显示，刀具侧角度的大小对切削力和加工表面粗糙度有着重要影响。

较小的侧角度可以减小切削力，提高加工表面质量，但过小的侧角度会导致刀具易磨损。

因此，在实际应用中，我们需要根据具体的加工要求选择适当的刀具侧角度。

结论：通过本次实验，我们深入了解了刀具的几何角度对加工质量的影响。

刀具的前角度、后角度和侧角度对切削力和加工表面质量有着重要的影响。

刀具的几何角度及选择教案【授课班级】：数控班；【教学目的】：1、掌握切削用量和车刀切削部分的组成；2、掌握车刀的几何角度及选择方法；【教学方法】：讲解法、提问法、讨论法；【教学准备】：多媒体课件、刀具；【教学重点】：切削加工的相关知识（切削运动、切削用量）；【教学难点】：车刀切削部分的组成、车刀的几何角度及选择；【导入新课】：刀具按加工方法和具体用途可分为车刀、铣刀、拉刀、绞刀、孔加工刀具、齿轮刀具等几大类型。

【新授】：一、概述切削加工：用切削刀具，在工具（刀具）与工件的相对运动中，切除工件上的多余材料，得到预想的工件形状、尺寸和表面质量的加工方法。

二、零件表面的形成及切削运动a)车外圆面b)磨外圆面c)钻孔d)车床上镗孔e)刨平面f)铣平面g)车成形面h)铣成形面1、表面的形成零件的表面主要有以下几种组成：外圆面、内圆面、平面、和成形面(1)外圆面和内圆面是以某一直线为母线，以圆为轨迹，作旋转运动时所形成的表面。

(2)平面是以一直线为母线，以另一条直线为轨迹，作平移运动所形成的表面。

(3)成形面是以曲线为母线，以圆或直线为轨迹，作旋转或平移运动时所形成的表面。

2、切削运动(1)主运动――主要完成切削的运动，消耗功率最多，一种加工主运动只有一个。

(2)进给运动――使切削加工保持连续进行，一种加工可以有一种（或以上）的进给运动。

（进给运动可以是连续的也可以是间歇的）实际的切削运动是一个合成运动。

合成切削速度：三、切削用量1、切削速度ν：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。

（m/s或m/min）,车削时一般算工件最大切削直径处的线速度。

计算公式：ν=πdw n/1000×60 （m/s）或ν=πdw n/1000（m/min）dw——待加工表面直径（mm）；n——工件转速(r/min)2、进给量f：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，车削时为（mm/r）；刨削时为（mm/str）(毫米/往复行程)，其他切削加工也可以用进给速度（mm/s、mm/min、m/min），和每齿进给量（mm/z）来衡量。

刀具主要几何角度及选择————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:刀具主要几何角度及选择ﻫ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ﻫ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)。

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。

ﻫ(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。

(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图3 测量车刀的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为基准，这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面,如图３所示。

ﻫ1)切削平面Ps 切削平面是切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。

ﻫ２)基面P r基面是过主切削刃某一选定点并平行于刀杆底面的平面。

ﻫ３)正交平面Ｐ0主剖面是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。

可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。

图4 车刀的主要角度(2)车刀的主要几何及其选择1)前角前角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。