刀具几何角度ppt课件
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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。
丽水学院机械系
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
第一章刀具几何角度及切削要素
5.正交平面与法平面系的角度换算
正交平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃在基面 上投影的平面
法平面－通过切削刃上某点，垂直于切削刃的平面
Po内测量的角度： γ0， α0， β0 Pn内测量的角度，γn ，αn ，βn
tanγn = tanγocosλs tan αncosλs = tan α0
垂直于基面的任一剖面与正交平面角度换算
● 45度弯头车刀
12前面：γ0，λs 12后面：α0，κr 23副后面：α’0，κ’r 14副后面：α’0，κ’r
四、 刀具的工作角度 (在工作状态下的切削角度)
讨论2个问题
★刀具工作坐标系是如何建立的 ★当标注角度已知的时候，如何计算工作角度
以刀具与工件的相对 位置、相对运动为基础所 建立的工作参考系定义的 角度
一、 切削层参数
★切削层
★切削厚度hD ★切削宽度bD
1. 切削层
工件（刀具）每转 一圈,刀具切削刃从工 件上切削下来转化为切 屑的金属层,称为切削 层
2. 切削公称厚度hD
垂直与工件过渡表面方向切削层的尺寸 ➢ 当λs ＝0时的外圆车刀纵车：
hD = f sin κr
3. 切削宽度bD
沿着工件过渡表面方向切削层的尺寸，等于 主切削刃工作长度在基面的投影
第一章
刀具几何角度及切削 要素
Tool angles and element factors of cut
主要内容
一、切削运动与切削用量 二、刀具切削部分的基本定义及参考系 三、刀具角度 四、切削层参数与切削方式
什么叫做金属切削加工？
➢ 金属切削加工 用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，
从而获得在形状、尺寸精度、表面质量上都符合 预定要求的加工。 ➢ 切削加工工艺系统
刀具切削部分的几何角度
五、作业 见习题册p13页 1-5题
2、刀具切削部分的组成（以普通外圆车刀为例）
三面、两刃、一尖 三 面 两 刃 一 尖 前面Aγ
副切削刃S’ 副后面Aα’
主切削刃S 主后面Aα 刀尖
三面、两刃、一尖
前面Aγ:切屑流经的表面 主后面Aα:刀具上切削时与工件过渡表面相对的表面 副后面Aα’:刀具上切削时与工件已加工表面相对的表面
三面
小结：在基面Pr内，形成了两个独立的角度: 主偏角кr 和副偏角кr’ 以及一个派生角εr
。
练习：
1、指出车刀在正交平面Po中形成的独立角度是
前角γo 和 后角αo 。
2、主后面与前面的夹角 称为 楔角βo 。
αo βo
γo
3、在主切削平面Ps内形成的角度： （k向斜视图 ）
（ k向⊥Ps , k向∥车刀底面∥ 过刀尖的基面，
两刃
主切削刃S:前面与主后面的交线，起主要切削作用 副切削刃S’:前面与副后面的交线，起辅助切削作用
一尖 刀尖: 主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分
切削刃
思考： 车工实习时，同学们经常会出现刀具的刀 尖部分产生崩刃现象，为什么？如何解决？
答：因为刀具的刀尖部 分的强度差，易崩刃， 影响切削加工，严重的 话甚至无法进行切削加 工；因此为了提高刀尖 部分的强度，刀尖必须 磨成过渡刃.过渡刃有直 线型和圆弧型两种。
4、刀具的主要基准坐标平面：
1）基面 Pr :
过主切削刃上选定点， 与该点切削速度方向垂直 的平面。
特点: Pr ⊥ Vc ，此时可认为基 面是过选定点的水平面， 与车刀底面平行。
2）切削平面Ps : 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。
刀具几何角度的基本定义与标注和工作角度
αo＝αo－θo
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
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
第二讲：车刀的角度及刃磨 ppt课件
它能改变径向切削力和轴向切削力 的比例。常用的主偏角有45°、60°、 75°、90°几种。
（b）副偏角κr´：副刀刃在基面上 投影与进给反方向的夹角。
主要作用是减少副刀刃和已加工表 面之PPT课件
10
3）在切削平面内测量的角度
刃倾角λs：主刀刃与基面间的夹 角。
（4）当加工精度要求高的细长轴时，为了减小振动，须选用较大的主偏 角；为避免划伤已加工表面，须选用正的刃倾角，并相应减小前角。
PPT课件
12
四、砂轮知识
PPT课件
碳化硅砂 轮 适用 于硬质合 金车刀的 刃磨。
氧化铝砂 轮 适用于 高速钢和 碳素工具 钢刀具的 刃磨。
13
五、车刀刃磨的步骤
磨主后刀面，同时磨出主 偏角及主后角，如图所示；
18
车刀刃磨操作技巧与注意事项
刃磨开机先检查，设备安全最重要；
砂轮转速稳定后，双手握刀立轮侧；
两肘夹紧腰部处，刃磨平稳防抖动；
车刀高低须控制，砂轮水平中心处；
刀压砂轮力适中，反力太大易打滑；
手持车刀均匀移，温高烫手则暂离；
刀离砂轮应小心，保护刀尖先抬起；
高速钢刀可水冷，防止退火保硬度；
硬质合金勿水淬，骤冷易使刀具裂；
切削速度 进给量 背吃刀量
在单位时间内，工件和刀具沿主 运动方向相对移动的距离。
在主运动的一个循环（或单位时 间）内，工件与刀具间沿进刀方 向相对运动的距离。
待加工表面和已加工表面的 垂直距离。
PPT课件
4
1、刀具结构
二、刀具
车刀的组成和形式
（a）焊接式 （b）整体式 （c）机夹式
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（b）副偏角κr´：副刀刃在基面上 投影与进给反方向的夹角。
主要作用是减少副刀刃和已加工表 面之PPT课件
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3）在切削平面内测量的角度
刃倾角λs：主刀刃与基面间的夹 角。
（4）当加工精度要求高的细长轴时，为了减小振动，须选用较大的主偏 角；为避免划伤已加工表面，须选用正的刃倾角，并相应减小前角。
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四、砂轮知识
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碳化硅砂 轮 适用 于硬质合 金车刀的 刃磨。
氧化铝砂 轮 适用于 高速钢和 碳素工具 钢刀具的 刃磨。
13
五、车刀刃磨的步骤
磨主后刀面，同时磨出主 偏角及主后角，如图所示；
18
车刀刃磨操作技巧与注意事项
刃磨开机先检查，设备安全最重要；
砂轮转速稳定后，双手握刀立轮侧；
两肘夹紧腰部处，刃磨平稳防抖动；
车刀高低须控制，砂轮水平中心处；
刀压砂轮力适中，反力太大易打滑；
手持车刀均匀移，温高烫手则暂离；
刀离砂轮应小心，保护刀尖先抬起；
高速钢刀可水冷，防止退火保硬度；
硬质合金勿水淬，骤冷易使刀具裂；
切削速度 进给量 背吃刀量
在单位时间内，工件和刀具沿主 运动方向相对移动的距离。
在主运动的一个循环（或单位时 间）内，工件与刀具间沿进刀方 向相对运动的距离。
待加工表面和已加工表面的 垂直距离。
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1、刀具结构
二、刀具
车刀的组成和形式
（a）焊接式 （b）整体式 （c）机夹式
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第一章 刀具几何角度及切削要素.pptx
它是包含切 屑 流出方向并与基面垂直的平面中测量的前 面与基面的夹角。
图1-23 斜角切削与实际前角
图1-15 倒角刀尖与倒棱前面的定向角
第五节 刀具的工作角度
一、刀具工作参考系及工作角度 二、刀具安装对工作角度的影响 三、进给运动对工作角度的影响
一、刀具工作参考系及工作角度
一、刀具工作参考系及工作角度
工作角度：用工作参考系定义的刀具角度。
1、刀具工作参考系（推荐3种）
工作正交平面参考系 工作假定工作平面、背平面参考系 工作法平面参考系
tan 0 tan 0 cos(kr k r) tan s sin(kr k r) tan s tan 0 sin(kr k r) tan s cos(kr k r)
(1) 楔角βo 正交平面中测量的前面与后面间夹角。
0 9 0 （ - 0 0）
(2) 刀尖角εr 基面投影中，主、副切削刃间的夹角。
图1-1 车削运动、切削层及形成表面 1—待加工表面 2—过渡 表面 3—已加工表面
二、 切削用量、切削时间与材料切除率
2.进给量f 3.背吃刀量ap(切削深度) 4.切削时间tm(机动时间) 5.材料切除率Q
1.切削速度vc
1、切削速度VC：——指切削刃选定点相对工件主运动的 瞬时速度，单位为m/s 或m/min
•3、刀尖 主、副切削刃汇交的 一小段切削刃。
1) 刀尖圆弧半径rε，它是在基面上测量的刀尖倒圆的公称半径。 2) 倒角刀尖长度bε。 3) 刀尖倒角偏角。
图1-5 刀楔、刀尖形状参数 a)刀楔及刀楔断面形状 b)刀尖形状
提高刃口强度和改善刀尖切削性能的措施：
二、刀具角度参考系
参考系：用于定义刀具角度的各基准坐标平面
图1-23 斜角切削与实际前角
图1-15 倒角刀尖与倒棱前面的定向角
第五节 刀具的工作角度
一、刀具工作参考系及工作角度 二、刀具安装对工作角度的影响 三、进给运动对工作角度的影响
一、刀具工作参考系及工作角度
一、刀具工作参考系及工作角度
工作角度：用工作参考系定义的刀具角度。
1、刀具工作参考系（推荐3种）
工作正交平面参考系 工作假定工作平面、背平面参考系 工作法平面参考系
tan 0 tan 0 cos(kr k r) tan s sin(kr k r) tan s tan 0 sin(kr k r) tan s cos(kr k r)
(1) 楔角βo 正交平面中测量的前面与后面间夹角。
0 9 0 （ - 0 0）
(2) 刀尖角εr 基面投影中，主、副切削刃间的夹角。
图1-1 车削运动、切削层及形成表面 1—待加工表面 2—过渡 表面 3—已加工表面
二、 切削用量、切削时间与材料切除率
2.进给量f 3.背吃刀量ap(切削深度) 4.切削时间tm(机动时间) 5.材料切除率Q
1.切削速度vc
1、切削速度VC：——指切削刃选定点相对工件主运动的 瞬时速度，单位为m/s 或m/min
•3、刀尖 主、副切削刃汇交的 一小段切削刃。
1) 刀尖圆弧半径rε，它是在基面上测量的刀尖倒圆的公称半径。 2) 倒角刀尖长度bε。 3) 刀尖倒角偏角。
图1-5 刀楔、刀尖形状参数 a)刀楔及刀楔断面形状 b)刀尖形状
提高刃口强度和改善刀尖切削性能的措施：
二、刀具角度参考系
参考系：用于定义刀具角度的各基准坐标平面
《刀具几何角度》课件
《刀具几何角度》PPT课 件
刀具几何角度是切削加工中非常重要的概念。本课件将详细介绍切削角度、 主偏角度、前角度和后角度、刀尖倒角等内容，并探讨它们对加工质量的影 响。
一、引言
刀具几何角度在切削加工过程中起着至关重要的作用。本章节将对刀具几何 角度的重要性进行简要介绍。
二、切削角度
切削角度的定义
切削角度是刀具与工件接触 面法线方向和主切削方向之 间的夹角。
切削角度的种类
介绍了切削角度的种类以及 它们在刀具物理结构上的表 现。
切削角度对加工质量的 影响
探讨了切削角度对加工表面 质量、切屑形态和切削力的 影响。
三、主偏角度
1
主偏角度的定义
主偏角度是刀具的切削刃和加工表面法线之间的夹角。
2
主偏角度的分类
介绍了主偏角度的分类以及它们在加工中的作用。
3
主偏角度与材料成形性能的关系
探讨了主偏角度与材料的切削性能和切屑形态之间的关系。
四、前角度和后角度
前角度和后角度的概念
前角度是刀具切削刃前面形成 的角度，后角度是刀具切削刃 后面形成的角度。
前角度和后角度的特点
描述了前角度和后角度在切削 过程中起到的作用以及它们的 特点。
前角度和后角度的选择和 重要性
讨论了前角度和后角度的选择 对加工表面质量和切削性类
刀尖倒角是切削刃前端形成的倒 角，其作用和分类进行了详细描 述。
刀尖倒角的作用和影响
探讨了刀尖倒角对切削力和加工 表面质量的影响。
刀尖倒角的加工方法和标准
介绍了刀尖倒角的加工方法和标 准，保证加工质量和安全性。
六、总结
通过对刀具几何角度的详细介绍，可以更好地理解其在切削加工中的重要性， 并为进一步研究提供指导。
刀具几何角度是切削加工中非常重要的概念。本课件将详细介绍切削角度、 主偏角度、前角度和后角度、刀尖倒角等内容，并探讨它们对加工质量的影 响。
一、引言
刀具几何角度在切削加工过程中起着至关重要的作用。本章节将对刀具几何 角度的重要性进行简要介绍。
二、切削角度
切削角度的定义
切削角度是刀具与工件接触 面法线方向和主切削方向之 间的夹角。
切削角度的种类
介绍了切削角度的种类以及 它们在刀具物理结构上的表 现。
切削角度对加工质量的 影响
探讨了切削角度对加工表面 质量、切屑形态和切削力的 影响。
三、主偏角度
1
主偏角度的定义
主偏角度是刀具的切削刃和加工表面法线之间的夹角。
2
主偏角度的分类
介绍了主偏角度的分类以及它们在加工中的作用。
3
主偏角度与材料成形性能的关系
探讨了主偏角度与材料的切削性能和切屑形态之间的关系。
四、前角度和后角度
前角度和后角度的概念
前角度是刀具切削刃前面形成 的角度，后角度是刀具切削刃 后面形成的角度。
前角度和后角度的特点
描述了前角度和后角度在切削 过程中起到的作用以及它们的 特点。
前角度和后角度的选择和 重要性
讨论了前角度和后角度的选择 对加工表面质量和切削性类
刀尖倒角是切削刃前端形成的倒 角，其作用和分类进行了详细描 述。
刀尖倒角的作用和影响
探讨了刀尖倒角对切削力和加工 表面质量的影响。
刀尖倒角的加工方法和标准
介绍了刀尖倒角的加工方法和标 准，保证加工质量和安全性。
六、总结
通过对刀具几何角度的详细介绍，可以更好地理解其在切削加工中的重要性， 并为进一步研究提供指导。
刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度
2 后刀面Aα 与过渡表面相对的刀面。
4 主切削刃s 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边。
6 刀尖 刀尖可以是主、副切削刃的实际交点,也可以是主、副两条切削刃连接起来的一小段切削刃,它可以是圆弧,也可以是直线,通常都称为过渡刃
3 副后刀面A`α 与已加工表面相对的刀面。
2 在基面内测量
主偏角Κr =∠“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”
主偏角Κr和副偏角Κr′立体图示
3 在切削平面上测量
刃倾角λs = ∠S与Pγ ：刀尖最高—>正,刀尖最低—>负
刃倾角λs立体图示
刃倾角λs正负图示
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
切削刃的工作前角增加,工作后角减少。
圆周切线方向
阿基米德螺旋线的切线方向
商务 图标元素
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பைடு நூலகம்
商务 图标元素
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2 假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于刀具便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线 如车刀底面、车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等 。反之也可以说,假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。 即：选定点与工件中心等高
1 两个假定条件
2. 正交平面参考系 pr-ps-po
基面Pγ： Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面 车刀
4 主切削刃s 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边。
6 刀尖 刀尖可以是主、副切削刃的实际交点,也可以是主、副两条切削刃连接起来的一小段切削刃,它可以是圆弧,也可以是直线,通常都称为过渡刃
3 副后刀面A`α 与已加工表面相对的刀面。
2 在基面内测量
主偏角Κr =∠“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”
主偏角Κr和副偏角Κr′立体图示
3 在切削平面上测量
刃倾角λs = ∠S与Pγ ：刀尖最高—>正,刀尖最低—>负
刃倾角λs立体图示
刃倾角λs正负图示
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
切削刃的工作前角增加,工作后角减少。
圆周切线方向
阿基米德螺旋线的切线方向
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பைடு நூலகம்
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2 假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于刀具便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线 如车刀底面、车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等 。反之也可以说,假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。 即：选定点与工件中心等高
1 两个假定条件
2. 正交平面参考系 pr-ps-po
基面Pγ： Pγ⊥Vc 、 ∥刀具安装面 车刀
刀具切削部分的几何角度
一、车刀的组成
车刀由切削部分，刀柄两部分组成 1.刀柄：是刀具的夹持部分
2.切削部分：是刀具上直接参加切削 加工的部分，也称刀头
刀 具 的 组 成
车刀的组成
常见刀尖形状
刀 具 的 组 成
刀尖形状
二. 刀具的几何角度 （一）刀具的标注参考坐标系及标注角度
刀具标注角度的参考坐标系：一组定义和
规定刀具角度的各基准坐标平面。
切削平面 Ps：过 切削刃上选定点， 与工件过渡表面相 切，与基面垂直。
四、刀具的工作角度
1．进给运动的影响 （横切）
切断刀切断工件时，若不考虑进给运动，切削刃上选定A的
运动轨迹是一圆，因此该点的基面是过A点的工作径向平
工 作
面Pγ，切削平面为过A点与Pγ垂直的切平面Ps，其前后 角γo、αo。当考虑进给运动后，切削刃上A点的运动轨
μ––––横向进给运动对工作角度的影响；
f––––刀具相对工件的横向进给量，mm/r；
dω––––切削刃上选定点A处的工作直径，mm。
切削刃越接近工作中心， dω值越小，μ值较大， γoe越大，而αoe越小， 甚至变为零或负值，对 刀具的切削就越不利。
2．刀具安装高低对工作角度的影响
安装刀具时，刀尖不一定在机床中心高度上。如刀尖
考虑刀具的实际安装位 置和相对运动，以刀具 切削时的合成切削运动 方向为依据建立的坐标 系。
刀具 工作 角度
刀具静止参考系与标注角度
在建立刀具静止参考系时，刀具处于静止状态，只考虑
刀 主运动和进给运动的方向，而不考虑运动的大小。
具
静 止
建立静止参考系的假设条件：
参 考
刀具切削刃上选定点的假定运动方向
tanf
刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度 ppt课件
(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。
阿基米德螺旋线 的切线方向
过S选定点垂直于合成切 削速度方向
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
假定工作平面背平面参考系立体图示前角o正负图示立体图示后角o正负图示在基面内测量主偏角r副偏角rs在基面上的投影与v的反向主偏角r和副偏角r立体图示在切削平面上测量刃倾角s刃倾角s立体图示刃倾角s正负图示13一刀具的工作参考与工作角度工作正交平面参考系过s选定点垂直于合成切削速度方向相切于s且垂直于pre过s选定点垂直于pre且垂直于pse2
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
αo＝αo－θo
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
本讲提要
本讲主要以车刀为例说明车刀 切削部分的组成，正交参考系刀具 几何角度的基本定义与标注。
一、 车刀的组成
(1) 前刀面
(5) 副切削刃 (6) 刀尖
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2、二是假定刀具的刃磨和安装基准面垂 直于切削速度方向(或平行少基面)，对车刀 来说，规定其刀尖安装在工件的中心高度上， 刀杆中心线垂直于工件的回转轴线。
7
2.正交平面参考系
(1)基面pr
(2)切削平面ps
(3)正交平面po
通过切削刃上选定 点，同时与基面和切削 平面垂直的平面。
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。
研究刀 具工作角度的变 化趋势，对刀具 的设计、改进、 革新有重要的指 导意义。
与静态系统中正交平面参考系建立的定义
和程序相似，不同点就在于它以合成切削运动
υe或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基
面pre。
14
2．刀具工作角度的分析
在车削(切断、车螺纹、车丝杠 )、镗孔、铣削等加工中，通常因刀 具工作角度的变化，对工件已加工表 面质量或切削性能造成不利影响。
擦区
第三变形区：工件过渡表面和已加
工表面受切削刃钝圆部分和后刀面
的挤压，摩擦产生微量塑性变形的
区域。
21
摩擦区Lf
摩擦区Lf分为粘接区Lf1和滑动区Lf2 粘接区Lf1：切屑与前刀面压力很大，加上 高温，材料塑性增加，底层的金属与前刀面 发生粘接现象，形成滞留层，发生内部二次 剪切滑移，当内摩擦减小到零时，切屑横截
当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时
针转动G角时，工作主偏角将增大，工作副偏角 将减小。
18
19
3、金属切削过程的基本理论
1）、切削过程中的变形
金属切削过程实质是工件受到刀具 的切割和推挤以后产生弹性和塑性 变形，使切削层与工件分离的过程
20
（1）、金属切削过程中的变形规 律
特点：摩擦引起 刀和切屑界面的 温度骤然升高
1
（一）刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
（1)前刀面 切屑流过的刀面。 （2)主后刀面 与工件正在被切削加工的表面
（过渡表面）相对的刀面。 （3)副后刀面 与工件已切削加工的表面相对
的刀。
2
3
2.刀刃
（1）主切削刃 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。
3．刀尖
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。
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。
4
（二）定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削 部分几何形状（各表面空间位置）的重要参 数。 • 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基 准坐标面。 • 参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考 系。
面的流动速度趋于一致。
22
2）、积屑瘤与鳞刺
切削塑性金属时，在刀具切削 刃口附近粘接着一块剖面呈三 角状或鼻状的金属块，包围着 切削刃且覆盖部分前刀面，这
种堆积物叫积屑瘤
23
有利方面
保护刀具 积屑瘤硬 度很高
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损
增加工 作前角
积屑瘤的存在， 可减小切削变
使刀具的实际工 形和切削力，
第二节 切削刀具及其材料
一、 切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
车刀(turning tools)的工作部分比较简单， 只由切削部分构成，非工作部分就是车刀 的柄部(或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部
分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变
而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参
数。
特点：主要的 变形区，产生 大量的切削热
特点：工件出 现加工硬化现
象的根源
第一变形区：产生弹性变形，剪切应力 达到材料的屈服极限，金属内部产生滑 移，外部表现为塑性变形，塑性变形增 大，韧性降低，强度和脆性增加，一直
到滑移
第二变形区：切削金属层通过剪切平 面OM后形成切屑，沿刀具前刀面流出 过程中，受到前刀面挤压使切屑层底 部继续产生滑移变形的区域，又称摩
5
1．刀具静止参考系
刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。
在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。
静止参考系中最常用的是正交平面参考系。
6
★标注坐标系的假定条件
1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并 且限定主运动的方向垂直于水平面，方向向 上。
运动速度vf反方向之间的夹角。
10
（2）切削平面中测量的刀具角度
1）刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
•它在切削平面内标注或 测量，但有正负之分。 •当主切削刃与基面平行 时λs=0°； •当刀尖点相对基面处于 主切削刃上的最高点时 λs ＞0°；反之λs ≤0°。
11
（3）正交平面中测量的刀具角度
作前角增大
使切削轻快
24
不利方面
影响工件尺 寸精度
时大时小，时有时无，使切削 力产生波动而引起振动
积屑瘤的顶端突出于切削刃之外， 使实际的切削深度不断变化
影响工件表 面粗造度
积屑瘤破裂后会划伤表面，加 快刀具磨损
会形成硬点和毛刺，使工件表面粗 造度值增大
25
3. 积屑瘤的控制 工件材料
影响积屑瘤 的因素
15
（1）刀具安装位置对刀具工作角度的影响
16
1)刀尖安装高低对工作前、后角的影响
用刃倾角λs=0°车刀车削外圆时，由于车
刀的刀尖高于工件中心，工作前角γoe增大，
而工作后角αoe减小。
若切削刃低于工件中心，则工作前角γoe增
大，而工作后角αoe减小
17
2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响
1)前角γO 前面与基面之间的夹角。
2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。
说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等 高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑 进给运动的影响等条件下确定的。
12
13
（四）刀具工作角度
1．刀具工作参考系的建立
刀具在工作参考 系中确定的角度 称为刀具工作角 度。
切削用量 刀具角度
切削液等
要避免在中温、中速加工塑性材料
控制措施
增大前角可减小切削变形，降低切削 温度，减小积屑瘤的高度
通过切削刃上选定 点，垂直于该点切 削速度方向的平面。 通常平行于车刀的 安装面（底面）。
通过切削刃 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。
8
9
（三）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
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2.正交平面参考系
(1)基面pr
(2)切削平面ps
(3)正交平面po
通过切削刃上选定 点，同时与基面和切削 平面垂直的平面。
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。
研究刀 具工作角度的变 化趋势，对刀具 的设计、改进、 革新有重要的指 导意义。
与静态系统中正交平面参考系建立的定义
和程序相似，不同点就在于它以合成切削运动
υe或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基
面pre。
14
2．刀具工作角度的分析
在车削(切断、车螺纹、车丝杠 )、镗孔、铣削等加工中，通常因刀 具工作角度的变化，对工件已加工表 面质量或切削性能造成不利影响。
擦区
第三变形区：工件过渡表面和已加
工表面受切削刃钝圆部分和后刀面
的挤压，摩擦产生微量塑性变形的
区域。
21
摩擦区Lf
摩擦区Lf分为粘接区Lf1和滑动区Lf2 粘接区Lf1：切屑与前刀面压力很大，加上 高温，材料塑性增加，底层的金属与前刀面 发生粘接现象，形成滞留层，发生内部二次 剪切滑移，当内摩擦减小到零时，切屑横截
当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时
针转动G角时，工作主偏角将增大，工作副偏角 将减小。
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3、金属切削过程的基本理论
1）、切削过程中的变形
金属切削过程实质是工件受到刀具 的切割和推挤以后产生弹性和塑性 变形，使切削层与工件分离的过程
20
（1）、金属切削过程中的变形规 律
特点：摩擦引起 刀和切屑界面的 温度骤然升高
1
（一）刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
（1)前刀面 切屑流过的刀面。 （2)主后刀面 与工件正在被切削加工的表面
（过渡表面）相对的刀面。 （3)副后刀面 与工件已切削加工的表面相对
的刀。
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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。
（2）副切削刃 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、副切削刃 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， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
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（二）定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削 部分几何形状（各表面空间位置）的重要参 数。 • 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基 准坐标面。 • 参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考 系。
面的流动速度趋于一致。
22
2）、积屑瘤与鳞刺
切削塑性金属时，在刀具切削 刃口附近粘接着一块剖面呈三 角状或鼻状的金属块，包围着 切削刃且覆盖部分前刀面，这
种堆积物叫积屑瘤
23
有利方面
保护刀具 积屑瘤硬 度很高
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损
增加工 作前角
积屑瘤的存在， 可减小切削变
使刀具的实际工 形和切削力，
第二节 切削刀具及其材料
一、 切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
车刀(turning tools)的工作部分比较简单， 只由切削部分构成，非工作部分就是车刀 的柄部(或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部
分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变
而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参
数。
特点：主要的 变形区，产生 大量的切削热
特点：工件出 现加工硬化现
象的根源
第一变形区：产生弹性变形，剪切应力 达到材料的屈服极限，金属内部产生滑 移，外部表现为塑性变形，塑性变形增 大，韧性降低，强度和脆性增加，一直
到滑移
第二变形区：切削金属层通过剪切平 面OM后形成切屑，沿刀具前刀面流出 过程中，受到前刀面挤压使切屑层底 部继续产生滑移变形的区域，又称摩
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1．刀具静止参考系
刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。
在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。
静止参考系中最常用的是正交平面参考系。
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★标注坐标系的假定条件
1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并 且限定主运动的方向垂直于水平面，方向向 上。
运动速度vf反方向之间的夹角。
10
（2）切削平面中测量的刀具角度
1）刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
•它在切削平面内标注或 测量，但有正负之分。 •当主切削刃与基面平行 时λs=0°； •当刀尖点相对基面处于 主切削刃上的最高点时 λs ＞0°；反之λs ≤0°。
11
（3）正交平面中测量的刀具角度
作前角增大
使切削轻快
24
不利方面
影响工件尺 寸精度
时大时小，时有时无，使切削 力产生波动而引起振动
积屑瘤的顶端突出于切削刃之外， 使实际的切削深度不断变化
影响工件表 面粗造度
积屑瘤破裂后会划伤表面，加 快刀具磨损
会形成硬点和毛刺，使工件表面粗 造度值增大
25
3. 积屑瘤的控制 工件材料
影响积屑瘤 的因素
15
（1）刀具安装位置对刀具工作角度的影响
16
1)刀尖安装高低对工作前、后角的影响
用刃倾角λs=0°车刀车削外圆时，由于车
刀的刀尖高于工件中心，工作前角γoe增大，
而工作后角αoe减小。
若切削刃低于工件中心，则工作前角γoe增
大，而工作后角αoe减小
17
2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响
1)前角γO 前面与基面之间的夹角。
2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。
说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等 高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑 进给运动的影响等条件下确定的。
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13
（四）刀具工作角度
1．刀具工作参考系的建立
刀具在工作参考 系中确定的角度 称为刀具工作角 度。
切削用量 刀具角度
切削液等
要避免在中温、中速加工塑性材料
控制措施
增大前角可减小切削变形，降低切削 温度，减小积屑瘤的高度
通过切削刃上选定 点，垂直于该点切 削速度方向的平面。 通常平行于车刀的 安装面（底面）。
通过切削刃 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。
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（三）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