下载文档原格式
刀具几何参数的选择刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面打算的。
刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。
选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。
一、前角的选择前角是刀具上最重要的几何参数之一。
增大前角可以减小切削变形，降低切削力和切削温度；但过大的前角使刀具楔角减小，刀刃强度下降，刀头散热体积减小，刀具温度上升，使刀具寿命下降。
针对某一详细加工条件，客观上有一个最合理的前角取值。
工件材料的强度、硬度较低时，前角应取得大些；加工塑性材料宜取较大的前角，加工脆性材料宜取较小的前角。
刀具材料韧性好时宜取较大前角，硬质合金刀具就应取比高速钢刀具较小的前角。
粗加工时，为保证刀刃强度，应取小前角；精加工时，为提高表面质量，可取较大前角。
工艺系统刚性较差时，应取较大前角。
为减小刃形误差，成形刀具的前角应取较小值。
用硬质合金刀具加工中碳钢工件时，通常取；加工灰铸铁工件时，通常取。
二、后角的选择后角的主要功用是减小切削过程中刀具后刀面与工件之间的摩擦。
较大的后角可减小刀具后刀面上的摩擦，提高已加工表面质量。
在磨钝标准取值相同时，后角较大的刀具，磨损到磨钝标准时，磨去的刀具材料较多，刀具寿命较长；但是过大的后角会使刀具楔角显著减小，减弱切削刃强度，减小刀头散热体积，导致刀具寿命降低。
可按下列原则正确选择合理后角值。
切削厚度（或进给量）较小时，宜取较大的后角。
进行粗加工、强力切削和承受冲击载荷的刀具，为保证刀刃强度，宜取较小后角。
工件材料硬度、强度较高时，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，宜取较大后角；切削脆性材料，宜取较小后角。
对精度要求高的定尺寸刀具（例如铰刀），宜取较小的后角；由于在径向磨损量NB 取值相同的条件下，后角较小时允许磨掉的刀具材料较多，刀具寿命长。
车削中碳钢和铸铁工件时，车刀后角通常取为6~8°。
主讲：张东民金属切削原理与刀具Principle of Metal Cutting and Cutting Tools第十章刀具合理几何参数的选择10.1前角及前刀面形状的选择10.2后角的选择10.3主偏角、副偏角及刀尖形状的选择10.4刃倾角的选择刀具的几何参数（γo、αo、κr 、κr′、λs ），对切削变形、切削力、切削温度、刀具寿命等有显著的影响。
选择合理的刀具几何参数，对保证加工质量、提高生产率、降低加工成本有重要的意义。
所谓刀具合理几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够满足较高生产率、较低加工成本的刀具几何参数。
由于刀具几何参数和刀具结构改进，刀具耐用度每隔十年提高2倍（CIRP）。
刀具合理前角取决于刀具材料和工件材料1. 刀具材料刀具材料抗弯强度和冲击韧性较高时，应取较大的前角。
如高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的前角要大；陶瓷刀具的韧性差，其前角应更小。
2. 工件材料(1) 加工塑性材料时，为减小切削变形，降低切削力和和切削温度，应选较大的前角；加工脆性材料时，为增加刃口强度，应取较小的前角。
(2)工件材料强度低，硬度低，应选较大的前角，反之，应取较小的前角。
(3)用硬质合金刀具切削特硬材料或高强度钢时，应取负前角。
不同工件材料的刀尖受力点（a）塑性材料（b）脆性材料不同刀具前角的刀尖受力情况3. 选择合理前角考虑具体加工条件9粗加工、断续切削时，为提高切削刃的强度，应选用较小的前角。
9精加工时，为使刀具锋利，提高表面加工质量，应选用较大的前角。
9当机床的功率不足或工艺系统的刚度较低时，应取较大的前角。
9对于成形刀具和在数控机床、自动线上不宜频繁更换的刀具，为了保证工作的稳定性和刀具耐用度，应选较小的前角或零度前角。
二、倒棱及其参数选择倒棱主要作用是增强切削刃，减小刀具磨损。
刀刃钝圆增强切削刃方法，减少刀具早期磨损，提高刀具耐用度200%。
前刀面的形式a)平面型b)带倒棱型c)带断屑槽型d)负前角平面型e)双平面型三、带卷屑槽的前刀面形状及其参数选择增大后角，可减小刀具后刀面与已加工表面间的摩擦，减小磨损，还可使切削刃钝圆半径减小，提高刃口锋利程度，改善表面加工质量。
金属切削中的刀具几何参数优化在金属加工中，刀具几何参数的优化是提高加工效率和质量的关键因素之一。
刀具几何参数的优化可以通过合理的设计和选择来实现，以确保切削过程中刀具的寿命和性能达到最佳状态。
本文将从刀尖角、切削刃数、刀具角度等几个方面探讨金属切削中的刀具几何参数优化的重要性和影响。
首先，刀尖角是刀具几何参数中的重要指标之一。
刀尖角是刀具尖端形成的角度，直接影响到切削过程中的力和热。
较小的刀尖角可以减小切削力，提高切削速度，从而提高金属切削的效率。
然而，过小的刀尖角会增加切削过程中的磨损和热量积累，降低刀具的寿命和性能。
因此，在金属切削中，刀尖角的优化需要综合考虑切削效率和刀具寿命，选择适当的刀尖角值。
其次，切削刃数也是刀具几何参数中的重要考虑因素之一。
切削刃数是指刀具边缘上的有效切削刃的数量。
增加切削刃数可以提高切削效率和加工精度，减少切削力和切削温度。
然而，切削刃数过多会导致刀具与工件接触面积减小，加大每个切削刃的负荷，容易发生断刃和磨损。
因此，在设计刀具几何参数时，需要根据加工要求和材料特性，合理选择切削刃数。
此外，刀具角度也是刀具几何参数中需要优化的重要因素之一。
刀具角度包括前角、侧角和主偏角等。
前角是刀具刃部与工件接触面的夹角，侧角是刀具刃部与切削平面的夹角，主偏角是刀具刃部与切削方向的夹角。
切削过程中，刀具角度的优化可以减小切削力和切削温度，提高切削质量和效率。
不同材料和加工需求下，刀具角度的选择也有所不同。
因此，在刀具设计和选择中，需要根据具体加工情况综合考虑各刀具角度，以达到最佳的切削效果。
为了优化金属切削中的刀具几何参数，还需要考虑刀具材料和涂层的选择。
刀具材料的选择应根据金属材料的特性和加工条件进行综合考虑。
常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金和陶瓷等。
涂层技术可以提供刀具表面的硬度和润滑性，减少磨损和热量积累，提高刀具的寿命和性能。
不同材料和涂层的选择将直接影响切削过程中刀具的抗磨性能和切削质量。
《金属切削刀具及加工参数的选用》课程标准一、课程性质与作用本学习领域是数控技术专业的核心课程之一，本学习领域课程中包刀具的结构分析和几何参数的拟定、金属切削过程的分析及工艺参数选择、刀具材料的分析及选择、车刀的结构分析与应用、孔加工过程分析、刀具的结构分析与应用、拉刀的结构特点与使用、铣削过程分析与铣刀的选择和其他刀具的结构与应用等学习情境，学生通过对各学习情境的学习，能熟练掌握机械加工的切削原理，掌握各种零件的加工方法，学习常用加工方法所用加工参数的选择。
通过本学习领域的学习，使学生掌握加工过程的基本规律，掌握机械加工刀具的选择方法和加工参数的应用能力。
二、课程的教育目标（一）知识目标(1)具备设计常用刀具几何参数的能力；(2)具有较好刀具材料选择的能力；(3)具备金属切削过程的分析及工艺参数选择的能力；(4)具有车刀的结构分析与应用能力；(5)孔加工过程分析、刀具的结构分析与应用的能力；（6）铣削过程分析与铣刀的选择能力。
（二）素质目标(1)能通过各种资源查找与整理各种信息的收集能力(2)具有较好的解决问题的方法能力；(3)能自主学习新知识、新技术和新技能的能力；(4)具有良好的逻辑性、合理性的科学思维方法能力；(5)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风(6)培养学生的沟通能力及团队协作精神(7)培养学生的质量意识、安全意识、环保意识(8)培养学生社会责任心(9)具有较强的语言表达能力和协调人际关系的能力；(10)具有认识自身发展的重要性以及确立自身继续发展目标的能力。
（三）专业能力目标(1)机械加工原理应用能力；(2)根据零件加工过程中的物理现象改进加工工艺的能力；(3)根据零件加工表面形状选择加工刀具种类、结构和刀具几何参数的能力；(4)根据零件加工表面的精度要求选择加工参数的能力；(5)根据加工过程中刀具磨损情况进行刀具刃磨的能力；(6)具备将理论知识联系于实践环节的运用能力。
三、与前后课程的联系本学习领域在数控技术专业培养方案中处于承前启后的作用，与相关课程之间的联系密切。
