刀具主要几何角度及选择
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。<DIV align=center><STRONG><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_5yjk6a2007726163121.jpg"></STRONG></DIV>
<DIV align=center><STRONG><FONT face=宋体>图</FONT>1 刀具的切削部分</STRONG></DIV>
<DIV><FONT size=2><STRONG>1．车刀切削部分的组成</STRONG></FONT> <FONT size=2> </FONT><FONT size=2></FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>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）。 </FONT></DIV>
<DIV align=center><STRONG><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_qdxfeh2007726163156.jpg"></STRONG></DIV>
<DIV align=center><STRONG>图2 硬质合金外园车刀</STRONG></DIV>
<DIV><FONT size=2>(1) 前刀面 刀具上切屑流过的表面。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>(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。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>(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。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>(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。 </FONT></DIV>
<P><FONT size=2>(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。</FONT>
<DIV><FONT size=2>（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。 </FONT></DIV><FONT size=2>
<DIV><FONT size=2><STRONG>2．车刀切削部分的主要角度</STRONG> </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>（1）测量车刀切削角度的辅助平面</FONT></DIV></FONT>
<DIV align=center><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_33lidr2007726163254.jpg"><STRONG> <IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_b9y26g200772616330.gif"></STRONG></DIV>
<DIV align=center><FONT size=2><STRONG>图3 测量车刀的辅助平面</STRONG></FONT></DIV><FONT size=2>
<DIV><FONT size=2>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。</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>1）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。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>2）基面P<SUB>r</SUB> 基面是过主切削刃某一选定点并平行于刀杆底面的平面。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>3）正交平面P<SUB>0</SUB> 主剖面是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。</FONT></DIV></FONT>
<DIV align=center><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_rrwfqk200772616345.jpg"></DIV>
<DIV align=center><FONT size=2><STRONG>图4 车刀的主要角度</STRONG> </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>(2) 车刀的主要几何及其选择 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>1）前角<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_oqdu9y2007726163429.gif">前角<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_oqdu9y2007726163429.gif">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<FONT face="宋体, MS Song">-5</FONT>°～ <FONT face="宋体, MS Song">25</FONT>°之间选取。</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>前角选择的原则：前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小，粗加工时前角要取小值，精加工时前角应取大值。</FONT><FONT size=2> </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>２）后角<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_cqjatg2007726163453.gif">在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。后角不能为零度或负值，一般在6°～12°之间选取。</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>后角选择的原则：首先考虑加工性质。精加工时，后角取大值，粗加工时，后角取小值。其次考虑加工材料的硬度，加工材料硬度高，主后角取小值，以增强刀头的坚固性；反之，后角应取小值。</FONT><FONT size=2> </FONT></DIV>
<DIV align=center><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_fimgrg2007726163658.gif"> <IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_kszb3n200772616376.gif"></DIV>
<DIV><FONT size=2>3）主偏角<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_4drbja2007726163725.gif">在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般在30°～ 90°之间选取。</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2>主偏角的选用原则：首先考虑车床、夹具和刀具组成的车工工艺系统的刚性，如车工工艺系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命和改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90°，加工中间切入的工件，主偏角一般取60 °。</FONT></DIV>
<DIV align=center><STRONG><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_aqzk6v200772616381.jpg"></STRONG></DIV>
<DIV align=center><STRONG>图5 刃倾角的符号</STRONG></DIV>
<DIV><FONT size=2> </FONT><FONT size=2>４）副偏角<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_cmjzqo2007726163828.gif">在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2> 副偏角的选择原则：首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性，才能减小副偏角；反之，应取大值；其次，考虑加工性质，粗加工时，副偏角可取10°～15°，粗加工时，副偏角可取5°左右。 </FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2> ５）刃倾角λ<SUB>s</SUB> 在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。当主切削刃呈水平时，λ<SUB>s</SUB> =0°；刀尖为主切刃上最高点时，λ<SUB>s</SUB>＞0°；刀尖为主切削刃上最低点时，λ<SUB>s</SUB>＜0°（如图5所示）。刃倾角一般在-10°～5°之间选取。</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=2> 刃倾角的选择原则：主要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大，λ<SUB>s</SUB> ≥0°，精加工时，工件对车刀冲击力小，λ<SUB>s</SUB> ≤0°，一般取λ<SUB>s</SUB> =0°。</FONT></DIV>
<DIV align=center><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_fyc3er200772616396.gif"> <IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_isagxo2007726163911.gif"></DIV>
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