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第1章 金属切削过程基本知识

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金属切削加工的基本知识

金属切削加工的基本知识
（2）进给速度vf和进给量f
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分

金属切削加工的基础知识

金属切削加工的基础知识

n——主运动每分钟的往复次数，单位 str/min。
(2) 进给量 f
表示进给运动速度大小的方法有三种，即进给速度 vf，进给量 f，每齿进给量 fz。 进给速度 vf 是指切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给运动速度。单位为 mm/s。 进给量 f 是指主运动每转一转，或一个双行程，工件或刀具在进给运动方向上的相对位移量。
程中它的面积逐渐扩大。
过渡表面：工件上由切削刃形成的那部分表面，又称加工表
面。它在主运动的下一转里被切除，或者由下一切削刃切除(多齿 图 1-5 工件的加工表面和被吃刀量 刀具)。
单位为 mm/r 或 mm/str。
每齿进给量 fz 是指多齿刀具每转一齿，工件和刀具在进给运动方向上的相对位移量。单位为 mm/z。
(3) 背吃刀量 ap
切削过程中，通常会在工件上形成三个表面，如图 1-5 所示。
待加工表面：工件上即将被切除的的表面。在切削过程中它
的面积不断减少，直至全部切去。
已加工表面：工件上刀具切削后形成的新鲜表面。在切削过
v

d wn 60 1000
(m/s)
(1-1)
式中：dw——完成主运动的刀具或者工件的最大直径，单位 mm。 n ——主运动的转速，单位 r/min。
当主运动为往复运动时(如刨削)，则切削速度为往复运动的平均速度。
v

2Ln 60 1000
(m/s)
(1-2)
式中：L——往复运动的形成长度，单位 mm。
常用的金属切削加工方法有：车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削、拉削等。
1.1 工件表面的形成方法及所需的成形运动
任何零件的表面都可以看作由若干个基本表面按照一定的关系组合而成。如图 1-1 所示机器零 件上常用的典型表面有：平面、圆柱面、圆锥面和各种成形表面。

第一章 金属切削基本知识

第一章 金属切削基本知识

刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般

机修钳工工艺学第四版教学课件第一章金属切削基础知识

机修钳工工艺学第四版教学课件第一章金属切削基础知识

2. 影响切削力的因素
主要因素有： （1）工件材料 工件材料的强度、硬度越高，切削力就越大。 （2）切削用量 切削用量中对切削力影响最大的是背吃刀量， 其次 是进给量，切削速度对切削力影响较小。
（3）刀具角度 刀具几何角度中对切削力影响最大的是前角、主偏 角和刃倾角。 （4）切削液 合理选择切削液可以减小塑性变形和刀具与工件间 的摩擦，使切削力减小。
如有“啪啪”响声，则表示其中有水分。
4. 机械杂质
在油溶性切削液中取样100ml，用100目铜丝网将其过
滤，检查铜丝网上有无杂质。
§1-5 钳工常用的刀具材料
一、刀具切削部分材料应具备的性能
1. 硬度和耐磨性
刀具材料硬度必须高于被加工件材料硬度才能进行正 常的切削。硬度是刀具材料应具备的最基本特性。
式中 υf——车削时进给速度，mm/min； n——工件或刀具的转速，r/min； ƒ——进给量，mm/r。
3. 背吃刀量
背吃刀量是指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的 方向上测量的两平面间的距离（通常所指的工件已加工 表面和待加工表面间的垂直距离）。车削外圆时为：
式中 ap——背吃刀量，mm； dw——待加工表面直径，mm； dm——已加工表面直径，mm。
5. 导热性
刀具材料应具有良好的导热性，以便切削时产生的热 量能迅速散发。
6. 抗粘接性
防止工件与刀具间在高温、高压下互相吸附产生粘接。
7. 良好的工艺性和经济性
刀具材料应便于制造而且制造成本低廉。
二、钳工常用的刀具材料
1. 粗加工时切削液的选用
粗加工时，切削用量较大，产生大量的切削热。这时 主要是要求降低切削温度，应选用冷却为主的切削液， 如3%～5%乳化液。硬质合金刀具耐热性较好，一般不用 切削液。

第一章金属切削过程的基础知识-

第一章金属切削过程的基础知识-

刀具标注角度的参考系由下列诸平面构成：
（1）基面Pr
通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。通常，基面应平 行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的某一安装定位平面或轴。例
如，图1.6所示为普通车刀、刨刀的基面Pr ，它平行于刀具底面。
(2)切削平面Ps
通过切削刃选定点，与 主切削刃相切，并垂直于
（1.14）
1.1.3.2 主剖面与任意剖面的角度换算
最大前角所在剖面同主切削刃在基面上投影之间夹角θmax 为：
tan θmax＝ tan 0 tan s
同理，可求出任意剖面内的后角αθ：
（1.15）
当θ＝90°－kr时： 当θ＝180°－kr时:
co p tco 0 .ctk o r tsas.s nk irn (1.17) co f tco 0 .stik rn tas.n ck o r s (1.18)
前角γ0
后角α0
主偏角κr
刃倾角 λs
同理，副切削刃及其相关的前刀面、后刀面在空间的 定位也需要四个角度：即副偏角 κ’r ，副刃倾角λ’s， 副前角γ’0，副后角α’0。它们的定义与主切削刃上的 四种角度类似。
前角γ0：前刀面与基面间的夹角（在 主剖面中测量）。
图1.11(a) 主剖面系标注的刀具角度
合成切削运动方向ve不同，后刀面与加工表面之间的接触
和摩擦的实际情形有很大的不同。
同样，刀具实际安装位置也影响工作角度的大小。 刀具
工作角度参考系同标注角度参考系的唯一区别是用ve取代 vc，用实际进给运动方向取代假定进给运动方向。
图（a）刀具后刀面同工件之间有适宜的间隙，切削情况正常；
(a) 图1.10 刀具工作角度示意图

机械制造技术基础第1章金属切削加工基础知识 共116页

机械制造技术基础第1章金属切削加工基础知识 共116页
吃刀量asp，也常称为切削用量三要素。
• （1）切削速度
• 切削速度即主运动的速度。 • ① 主运动为旋转运动 • 大多数主运动属于回转运动，切削速度为刀具或工件最大直径
• 处的线速度v：c60 d 1n 000(m /s或 者 m /m in)
• d——完成主运动的刀具或者工件的最大直径(mm)； • n——主运动的转速(rad/S或r/min)。
（2）进给运动和进给速度
① 由机床或人力提供的，使主运动能够继续切除工件上 多余金属以形成工件表面所需的运动称为进给运动。
② 进给运动可以用进给速度vf或进给量f、fz、af来表示。
③ 进给运动的特点：速度低；消耗的机床功率少；各种 切削加工方法可以有一个或多个进给运动，一般不唯一。
1.2 切削运动与切削用量
运动的总和。为了加工出所需的零件表面，机床就必须具备这 些成形运动。
例1-1 用普通车刀车削外圆 • 母线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 导线——直线，由轨迹法形成， 需要一个成形运动A2。 • 表面成形运动的总数为两个，即 Bl和A2，都是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
母线
导线
成形法
导线
母线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
表面成形运动是保证得到工件 要求的表面形状的运动。例 如用车刀车削外圆柱面，形 成母线和导线的方法，都属 于轨迹法。工件的旋转运动 B1，产生母线（圆）；刀具 的纵向直线运动A2产生导线 （直线）。运动B1和A2就是 形成外圆表面两两个成形运 动。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线

机械制造技术基础 知识点

第一章金属切削基本知识目录第一节切削加工的运动的分析与切削要素一、切削运动二、切削加工过程中的工件表面三、切削要素第二节金属切削刀具一、刀具的构成二、刀具切削部分的基本定义三、刀具角度四、刀具角度的换算五、刀具角度标注实例六、刀具工作角度七、 刀具材料1、刀具材料的基本要求2、常用刀具材料第三节切削过程中的物理现象一、金属切削层的切削变形二、影响切削变形的主要因素三、切削力和切削功率四、切削热和切削温度五、刀具磨损及刀具寿命金属切削加工的目的： 使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。

金属切削加工必须具备的两个基本条件： 切削运动和刀具。

工件表面的成形方法工件表面的成形原理：任何表面都可以看成是一条线（母线）沿着另一条线（导线）的运动轨迹。

注意 ：1、平面、直线形成的表面和圆柱面的导线、母线可以互换，有些表面如圆锥面、螺旋面等不能互换。

2、有些表面发生线完全相同，只因母线的原始位置不同，可以形成不同的表面。

3、同一表面母线和导线不同，可以有不同的成形方法。

4、根据这些工件表面的成形原理，人们发明了车、铣、钻、镗、磨等机床。

工件表面的成形方法发生线的成形方法2、轨迹法3、展成法4、相切法工件表面的成形运动表面成形运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。

图2-1-6工件的旋转运动产生母线，刀具的直线运动产生导线。

图2-1-7工件的旋转运动产生导线，刀具的纵向进给和横向进给的合成的直线运动产生母线。

第一节 切削运动与切削要素一、切削运动1．主运动2．进给运动3．合成切削运动1．主运动主运动：刀具与工件之间主要的相对运动，它使工件材料由被切削层转变为切屑，形成工件的新表面。

(1)主运动方向 切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。

(2)切削速度v c切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。

2．进给运动进给运动：刀具与工件之间附加的相对运动，它使工件被切削层不断投入切削，形成已加工表面。

金属切削加工基本知识


第一章金属切削及机床的基本知识
基本内容： 主要介绍刀具几何角度及工作角度、切削变形
与积屑瘤、切削力、切削热、切削温度、刀具磨 损与刀具耐用度、切削液及刀具几何参数的合理 选择、机床的基本知识等。 2.基本要求：
刀具几何角度和积屑瘤的成因、作用及控制措施 影响切削力、切削热、切削温度、刀具磨损的因 素； 合理选择刀具材料、几何参数、切削液等。
部分表面。
3.切削用量 切削用量是切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量 的总称。
1）切削速度（Vc）是指在切削加工时，切削刃上选定 点相对于工件的主运动瞬时线速度。
Vc=πDn/1000
2）进给量（f）是指工件（或刀具）每回转一周时，刀 具（或工件）在进给运动方向上的相对位移量。
3）背吃刀量（ap）指待加工表面和已加工表面之间的 垂直距离。
度达10000HV，耐磨性是硬质合金的60～80 倍；切削刃锋利，能实现超精密微量加工和 镜面加工；很高的导热性。 （3）缺点：耐热性差，强度低，脆性大，对振动 很敏感。 （4）适用范围：用于高速条件下精细加工有色金 属及其合金和非金属材料。
3）立方氮化硼刀具
（1）概念：立方氮化硼（简称CBN）是由六方氮化 硼为原料在高温、高压下合成。
A、刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。 一般刀具硬度越高，耐磨性越好。 刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，
颗粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好。 B、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，
通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。 刀具材料高温硬度越高，则耐热性越好，在高温抗塑性
γoe = γo + µ αoe = αo - µ
2)纵向进给运动对工作角度的影响

金属工艺学第一章 金属切削基础知识


主要的影响因素
切削速度 （切中碳钢） <5m/min不产生 5~50m/min形成
控 制 措 降低塑性 施
(正火、调质)
>100 m/min不形成 选用低速或高速
冷却润滑条件
300~500oC最易产 生 >500oC趋于消失
选用切削液
第三节 金属切削过程
三、切削力与切削功率
1、切削力的构成与分解
切削力的来源
热处理变形 不需要
用途
各种刀片
1200
（12~14）
高硬度钢材 精加工
人造金刚石
HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
700~800
不宜加工钢铁材 料
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具角度
各种刀具的切削部分形状
第二节 刀具材料及刀具构造
二、刀具角度
1、车刀切削部分的组成
三面
两刃 一尖
（2）作用 ①冷却 ②润滑
第三节 金属切削过程
五、刀具磨损和刀具耐用度
1、刀具磨损形式
（1）前刀面磨损 （2）后刀面磨损 (通常以后刀面磨损值VB表示刀具磨损程度) （3）前后刀面同时磨损
2、刀具磨损过程：
前面磨损、后面磨损、前后面同时磨损 。 刀具磨损过程： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段
刀尖高低对刀具工作角度的影响
车刀刀杆安装偏斜对刀具角度的影响
② 进给运动的影响
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具结构
刀具的结构形式很多，有整体式、焊接式、机夹 不重磨式等。
目前一般整体式的多为高速钢车刀，其结构简单， 制造、使用都方便。而对于贵重刀具材料，如硬质合 金等，可采用焊接式或机夹不重磨式。焊接式车刀结 构简单、紧凑、刚性好，可磨出各种所需角度，应用 广泛。

金属工艺学(邓文英, 郭晓鹏, 邢忠文主编) 01第一章

涂层刀片 就是在韧性较好的硬质合金（K类） 基体表面，涂敷约5μ m厚的一层TiC或TiN（氮化鈦） 或二者的复合，以提高其表层的耐磨性。
（3）人造金刚石 人造金刚石硬度极高（接 近10000 HV，而硬质合金仅达(1000～2000HV）， 耐热性为700 ～ 800 ℃。
适于加工高硬度的硬质合金、陶瓷、玻璃等， 但不宜加工铁族金属。
机夹可转位式车刀的主要优点如下： （1）避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削条件下刀 具切削性能大为提高。 （2）在一定条件下，卷屑、断屑稳定可靠。 （3）刀片转位后，仍可保证切削刃与工件的相对位置，减 少了调刀停机时间，提高了生产效率。 （4）刀片一般不需要重磨，有利于涂层刀片的推广使用。 （5）刀体使用寿命长，可节约刀体材料及制造费用。
4）主切削刃刃倾角
λs=+3 °，使切屑 向待加工表面排出
，不致损伤已加工 表面。
图 1-15 银白屑车刀
（3）刀具的工作角度 它是指在工作参考系中定义的刀具角度
三、刀具结构
车刀的结构形式有整体式、焊接式、机夹重磨 式和机夹可转位式等几种。
图 1-18 机夹重磨式切断刀 图 1-19 杠杆式可转位车刀
三、切削力和切削功率
1. 切削力的构成与分解 以车削外圆为例，总切
削力F一般常分解为以下三个 互相垂直的分力：
（1）切削力Fc （2）进给力Ff （3）背向力FP 分力。
总切削力F在主运动方向上的分力； 总切削力F在进给运动方向上的分力； 总切削力F在垂直于工作平面方向上的
三个切削分力与总切削力F有如下关系：
第一章 金属切削的基础知识
第一节 切削运动及切削要素
一、零件表面的形成及切削运动
1.零件表面的形成
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1.1 基本定义
1.1.1 切削运动与切削用量
1.1.2 刀具切削部分的基本定义
1.1.3 刀具角度的换算
1.1.4 刀具工作角度 1.1.5 切削层参数与切削形式
1.1.1 切削运动与切削用量
金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程，刀具要从工件上切去金属, 必须具备以下三个条件: 1、工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动 2、刀具材料必须具有一定的切削性能 3、刀具必须具有适当的几何参数，即切削角度。
（2）进给运动
使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以是连续运动， 也可以是间歇运动。
（3）合成运动与合成切削速度
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
前角、后角、刃倾角正负的规定如图1.12所示：在主 剖面中，前刀面与基面平行时前角为零，前刀面与切削平 面间夹角小于90 °时前角为正、大于90 °时后角为正，大 于90 °时后角为负，刃倾角的正负如 图1.12 所示。
(a) λs＝0
(b) －λs
图1.12 刃倾角 λs的符号
(c) + λs
1.1.3 刀具角度的换算
对式1.10利用微商求极值，可得最大前角γg tan γg＝ tan 2 0 tan 2 s 或 tan γg＝
（1.12）
（1.13） （1.14）
tan2 f tan2 p
1.1.3.2 主剖面与任意剖面的角度换算
最大前角所在剖面同主切削刃在基面上投影之间夹角θmax 为： tan θmax＝
刀具标注角度的参考系由下列诸平面构成：
（1）基面Pr 通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。通常，基面应 平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的某一安装定位平面或轴。 例如，图1.6所示为普通车刀、刨刀的基面Pr ，它平行于刀具底面。 (2)切削平面Ps
通过切削刃选定点，与主切削刃 相切，并垂直于基面Pr的平面。 也就是主切削刃与切削速度方向 构成的平面。
同样，刀具实际安装位置也影响工作角度的大小。 刀具工作 角度参考系同标注角度参考系的唯一区别是用ve取代vc，用实际进 给运动方向取代假定进给运动方向。
图（a）刀具后刀面同工件之间有适 宜的间隙，切削情况正常；
(a)
图1.10 刀具工作角度示意图
图（b）该两个表面全面 接触，摩擦严重；
(b) 图1.10 刀具工作角度示意图
进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位 移，单位是mm/r（毫米/转）。 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进 行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前 一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。 显而易见
vf=f· n=fz· z· n mm/s或mm/min
1.1.3.2 主剖面与任意剖面的角度换算
求解任意剖面Pθ内的前角γθ ： tanγθ


BD DC BC EF DC AB AB AB
得
AE t an 0 DC t ans AB AE DF . t an 0 . t ans AB AB
tanγθ＝tanγ0.sinθ+tanλs.cosθ （1.10）
1.1.2.2 刀具标注角度的参考系
假定运动条件：首先给出刀具的假定主运动方向和假定进给运动方向； 其次假定进给速度值很小，可以用主运动向量vc近似代替合成速度向量ve； 然后再用平行和垂直于主运动方向的坐标平面构成参考系。
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。
tanγn =tanγ0.cosλs cotαn =cotα0.cosλs
1.1.3.1主剖面与法剖面内的角度换算
以前角计算公式为例，公式推导如下：
tan n
tan o
ac Ma
ab Ma tan n ac Ma ac coss tan o Ma ab ab
tan n tan o coss
tan 0 tans
（1.15）
同理，可求出任意剖面内的后角αθ： 当θ＝90°－kr时：
cot p cot0 . coskr tans .sin kr (1.17) cot f cot0 .sin kr tans . coskr
当θ＝180°－kr时:
(1.18)
1.1.4 刀具工作角度
待加工表面：即将被切去金属层的表面; 加工表面：切削刃正在切削着的表面; 已加工表面：已经切去一部分金属 形成的新表面。
图1.1车削时的切削运动
1.1.1.1 切削运动
金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。但是，按切 削时工件与刀具相对运动所起的作用来分，可分为主运动和进给运动。 如图1.1所示。 （1）主运动 主运动是切下金属所必须的最主要的运动。通常它的速度最高， 消耗机床功率最多。
刀具工作角度示意图
图（c）刀具的背棱顶在已加工表面上，切削刃无法切入，切削 条件被破坏。可见，在这种场合下，只考虑主运动的假定条件是不合 适的，还必须考虑进给运动速度的影响，也就是必须考虑合成切削运 动方向来确定刀具工作角度的参考系。
图1.10 刀具工作角度示意图
1.1.2.4 刀具的标注角度
在刀具的标注角度参考系中确定的切削刃与刀面的方位角度， 称为刀具标注角度。在切削刃是曲线或前、后刀面是曲面的情况 下，定义刀具的角度时，应该用通过切削刃选定点的切线或切平 面代替曲刃或曲面。 主剖面参考系里的标注角度的名称、符号与定义如图1.11： 前角γ0
1.1.3.2 主剖面与任意剖面的角度换算
当θ＝0时: tanγθ=tanλs ，γθ＝λs 当θ＝90°－kr时，可得切深前角γp: tanγp=tan γ0.cos kr＋tan λs .sin kr 当θ＝180°－kr时，可得切深前角γf: （1.11）
tanγf=tan γ0.sin kr＋tan λs .coskr
后角α0
主偏角κr
刃倾角 λs
同理，副切削刃及其相关的前刀面、后刀面在空间的定位也需 要四个角度：即副偏角 κ’r ，副刃倾角λ’s，副前角γ’0，副后角α’0。 它们的定义与主切削刃上的四种角度类似。
前角γ0：前刀面与基面间的夹角（在主 剖面中测量）。
图1.11(a) 主剖面系标注的刀具角度
后角α0：后刀面与切削平面间的夹角 （在主剖面中测量）。
1.1.2 刀具切削部分的基本定义
1.1.2.1 刀具切削部分的构成要素 (1) 前刀面 (2) 后刀面 (3) 切削刃 (4) 刀尖
图1.3 典型外圆车刀切削部分的构成
(1) 前刀面 前刀面Ar是切屑流过的表面。分为：与主切削刃毗邻 的称为主前刀面；与副切削刃毗邻的称为副前刀面。 （2）后刀面 后刀面分为主后刀面与副后刀面。 （3）切削刃 切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃 和副切削刃之分。主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削 刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。 （4）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。
在设计和和制造刀具时，需要对不同参考系内的标注角度进行换 算，也就是主剖面、法剖面、背平面、进给剖面之间角度换算。
1.1.3.1 主剖面与法剖面内的角度换算
在刀具设计、制造、刃磨和检验中，常常需要知道主切削刃在法剖面内 的角度。许多斜角切削刀具，特别是大刃倾角刀具，必须标注法剖面角度。 它们的计算公式如下：
式中 d－工件或刀具上某一点的回转直径（mm) n－工件或刀具的转速（r/s或r/min) 往复运动时，平均速度
V＝2lnr/1000
L：往复运动行程长度。 N：主运动每分往复次数str/s或str/min
（2）进给速度、进给量 和每齿进给量
进给速度vf是单位时间的进给量，单位是mm/s(mm/min)
图1.6普通车刀的基面Pr
（3）主剖面P0和主剖面参考系
主剖面P0是通过切削刃选定点，同时垂直于Pr和切削平面Ps的 平面。图1.8表示由Pr －Ps －P0组成的一个正交的主剖面参考系。
（4）法剖面Pn和法剖面参考系
法剖面Pn是通过切削刃选定点，垂直于切削刃的平面。如 图1.8所示， 由 Pr －Ps －Pn组成的一个法剖面参考系。
图1.11(b) 主剖面系标注的刀具角度
kr
主偏角κr ：基面 中测量的主切削 刃与进给运动方 向的夹角。
图1.11(c) 主剖面系标 注的刀具角度
刃倾角 λs：切削平面 中测量的主切削刃与 基面间的夹角。
图1.11(d) 主剖面系标注 的刀具角度
由于图1.11所示车刀副切削刃与主切削刃共处在同一前刀面上， 因此，当γ0、 λs两者确定后，前刀面的方位已经确定， γ’0、 λ’s两个 角度可由γ0、 λs、 κr、 κ’r 等角度换算出来，称为派生角度。由上分析 可知，图1.11中外圆车刀有三个刀面，两个切削刃，所需标注的独立 角度只有六个。 此外，根据分析刀具的需要还要给定几个派生角度，它们的名 称与定义如下： 楔角β0 ：主剖面中测量的前、后刀面间夹角。 β0＝90°－ （γ0 ＋α0） （1.6） 刀尖角εr ：基面中测量的主、副切削刃间夹角。 εr＝180 °－ （ κr＋ κ’r ） （1.7）
图1.9 进给、背平面参考系
1.1.2.3 刀具工作角度的参 考系
上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动， 不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考系。但刀具在实 际使用时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确切地反映 切削加工的真实情形。只有用合成切削运动方向ve来确定参考系， 才符合切削加工的实际。例如，图1.10所示三把刀具的标注角度完 全相同，但由于合成切削运动方向ve不同，后刀面与加工表面之间 的接触和摩擦的实际情形有很大的不同。