本章主要内容：本章主要内容：1.前角及前刀面形状的选择（前角及前刀面形状的选择（10.1））2.后角的选择（后角的选择（10.2））3.主偏角、副偏角及刀尖形状的选择（主偏角、副偏角及刀尖形状的选择（10.3））4.刃倾角的选择（刃倾角的选择（10.4））第一页，编辑于星期一：八点 三分 刀具的几何参数 包括刀具的切削角度、刀面的形式以及切削刃的形状刀具的合理几何参数：在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而能达到提高切削效率，降低加工成本目的的几何参数第二页，编辑于星期一：八点 三分 一、前角的功用及选择正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力，从而可减小切削力和切削热但前角过大时，楔角过小，削弱刃部强度并降低散热能力 在一定加工条件下，存在一个耐用度为最大的前角，即合理前角opt 负前角刀具通常在用脆性刀具材料加工高强度高硬度工件材料而当切削刃强度不够、易产生崩刃时才采用第一节 前角及前刀面形状的选择3第三页，编辑于星期一：八点 三分 选择前角时首先应保证切削刃锋利，同时又要兼顾足够的切削刃强度在保证加工质量的前提下，以达到最高的刀具寿命为目的。
前角的合理数值选取原则前角的合理数值选取原则 刀具合理前角的选择主要取决于刀具材料、工件材料的种类与性质第四页，编辑于星期一：八点 三分 刀具材料的强度和韧性较高时可选择较大的前角刀具材料刀具材料高速钢的强度高，韧性好；硬质合金脆性大，怕冲击，易崩刃因此，高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些，可大5～10陶瓷刀具的脆性更大，故前角应选择得比硬质合金还要小一些常取负值(多在－4～－15范围)以改善刀具受力时的应力状态，并选负的刃倾角(取0～－10)与之配合以改善切入时承受冲击的能力立方氮化硼由于脆性更大，都采用负前角高速切削第五页，编辑于星期一：八点 三分 工件材料工件材料1.加工塑性材料时，一般都采用正前角工件材料塑性愈大，强度和硬度愈低时，前角应选得愈大如：加工铝及铝合金取o=25～35，加工低碳钢常取o=20～25如：正火高碳钢取o=10～l5当加工高强度钢时，为增强切削刃，才取负前角当工件材料强度较大、硬度较高时，由于单位切削力大，切削温度容易升高，为了提高切削刃强度，增加刀头导热面积和容热体积，前角宜取小值第六页，编辑于星期一：八点 三分。
2.加工脆性材料时，切屑呈崩碎状，切削力集中在切削刃附近且产生冲击，容易造成崩刃，所选前角应比加工塑性材料时小一些如加工灰铸铁取o=5～15前角数值随脆性材料强度和硬度的增大而逐渐减小在加工淬火钢、冷硬铸铁等高硬度难加工材料时，宜取负前角实验证明，用正前角硬质合金车刀加工高硬度淬火钢时，切削刃几乎一开始切削就会发生崩刃第七页，编辑于星期一：八点 三分 具体加工条件具体加工条件 粗加工时或断续切削时，切削力和冲击较大，为使切削刃有足够强度，宜取较小前角； 精加工时，切削刃强度要求较低，为使刀具刀刃锋利，降低切削力，以减小工件变形和减小表面粗糙度值，宜取较大前角 在工艺系统刚性较差或机床马达功率不足时，宜取较大前角，以减小切削力和切削功率，减轻振动 在自动机床上加工时，为使刀具稳定，宜取小一些的前角第八页，编辑于星期一：八点 三分 二二、、倒棱及参数的倒棱及参数的选择选择1.倒棱参数倒棱可以兼顾切削刃的锋利和强度刃区剖面型式有锋刃型、倒棱型和钝圆切削刃型三种锋刃型第九页，编辑于星期一：八点 三分 指刃磨前面和后面直接形成的切削刃但它也并不是绝对锐利的，而在刃磨后自然形成一个切削刃钝圆半径rn，其数值取决于刀具材料、刃磨工艺和楔角的大小。
例如，新磨好的高速钢车刀可达rn=12～15m用金刚石磨料研磨后，rn可达7～14m，而用立方氮化硼磨料仔细研磨后可达rn=5～6m锋锋 刃刃一般新磨好的硬质合金车刀，其切削刃钝圆半径rn=18～26m细晶粒硬质合金刀具的rn约为粗晶粒的l／2～2／5 第十页，编辑于星期一：八点 三分 与倒棱切削刃和钝圆切削刃相比：锋刃的钝圆半径很小，切削刃比较锋利 适合作精加工和超精加工的切削刃，如超精铣削或超精镗削，以及精加工和半精加工轻金属及其合金优优 点：点：第十一页，编辑于星期一：八点 三分 锋刃的强度和抗冲击性能较差，产生微小裂纹导致崩刃的可能性也较大因此，对于精细切削和微量切削的刀具锋刃，都要求仔细刃磨和研磨，以获得小的切削刃钝圆半径，消除微小裂纹，提高刃口质量缺缺 点：点：切削刃钝圆半径在切削过程中随着磨损而有增大的趋势采用锋刃切削时，一般应采用较小的进给量(0.05～0.lmm/r以下)，以避免崩刃并减缓刃区裂纹的出现第十二页，编辑于星期一：八点 三分 倒棱是沿切削刃研磨出很窄的负前角棱面(又称第一前面)，是增强刀刃强度的有效措施倒倒 棱棱 当负倒棱面宽度和棱面前角选取合理时，在切削过程中，棱面上将形成滞留金属三角区。
在复杂应力状态下可能转化为积屑瘤，使切屑层同工件的分离面发生在刃前三角区的峰部这时，切屑仍沿着正前角的前面流出，切削力增大不明显，却使切削刃加强并受到三角区滞留金属的保护，刀具寿命明显提高负倒棱前的金属滞留区第十三页，编辑于星期一：八点 三分 无论刃区取何参数，随进给量的增加，刀具寿命就下降，但下降的程度随参数值而异对应于某个进给量值，总有一个使刀具寿命最高的倒棱参数值一般精加工时01要小些；粗加工时，进给量大，01要大些用硬质合金刀具加工钢时，负倒棱宽度b1一般不宜超过进给量这时，切削力与锋刃相比增大较小，b1大于f时，切削力将有明显增大趋势当负倒棱宽度大于一定数值时，切屑流出时只和负倒棱部分接触，随即卷曲而去，根本不和具有正前角的前面接触，这时，负倒棱实际上即变成负前角的前面 刃区倒棱参数的选择刃区倒棱参数的选择主要取决于进给量、刀具材料和工件材料进给量第十四页，编辑于星期一：八点 三分 v用硬质合金车刀车削碳钢、合金钢时，一般可取b1=(0.3～0.8)f，01= -10～-15v对WC基硬质合金刀片，b1取小值；v高速钢刀具强度和韧性较好，一般不磨负倒棱，必要时可研磨出零度或小前角正倒棱。
刀具材料刀具材料第十五页，编辑于星期一：八点 三分 v加工低碳钢、不锈钢、灰铸铁时，可取b1≤0.5f，01= -5～-10；v加工有硬皮的锻件和铸钢件时，在机床功率和刚度足够的条件下，倒棱负前角可减小到-30，当冲击严重时，负倒棱宽度可取b1 =(1.5～2)f，但这时切削力增大较多 工件材料工件材料 第十六页，编辑于星期一：八点 三分 是在负倒棱的基型上进一步修磨而成，或直接通过刀片钝化处理而成钝圆切削刃钝圆切削刃特点：钝圆半径比锋刃增大了一定数值，它不但在提高切削刃强度方面获得和负倒棱同样的效果，而且比负倒棱更有利于消除刃区微小裂纹，使刀具获得最佳寿命同时，在切削过程中对已加工表面还有一定的熨压和消振作用，有利于提高已加工表面质量经刃口钝化处理的可转位刀片和硬质合金涂层刀片就是采用了钝圆切削刃，已获得广泛应用 第十七页，编辑于星期一：八点 三分 主要取决于刀具材料、工件材料和切削条件三个方面可制成轻型(rn约为0.025～0.05mm)、中型(rn约为0.05～0.1mm)和重型(rn约为0.1～0.15mm)三种 钝圆切削刃的钝圆半径选择钝圆切削刃的钝圆半径选择刀具材料的强度和韧性影响钝圆切削刃钝圆半径的最佳数值。
高速钢刀具一般取正前角锋刃或轻型钝圆切削刃；陶瓷刀片一般要求负倒棱且带有重型钝圆切削刃；WC基硬质合金刀片一般多采用中型钝圆切削刃；TiC基硬质合金的钝圆切削刃参数则介于陶瓷刀片与WC基硬质合金刀片两者之间选择刀具材料第十八页，编辑于星期一：八点 三分 工件材料的切削加工性也影响切削刃钝圆半径的合理数值切削可加工性较好的有色金属，如铜、铝合金时，刀具刃区常采用轻型钝圆切削刃或锋刃切削灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁时，由于其多孔性及其分布不均匀而产生冲击，刀具刃区通常采用中型钝圆切削刃切削普通钢材时，其刃区参数可根据含碳量确定切削低碳钢和大多数不锈钢的刀具可采用轻型钝圆切削刃切削高硬度合金时，刀具刃区需要中型乃至重型钝圆切削刃工件材料工件材料 第十九页，编辑于星期一：八点 三分 在切削加工条件中，进给量和切削刃钝圆半径rn也有一定关系用WC基硬质合金切削钢材时，一般可取rn≤f/3用Tic基硬质合金刀片和涂层刀片时，可取rn≤f/l.5rn过小时，切削刃容易产生裂纹和崩碎；但rn过大时，也会使切削刃严重挤压切削层而降低刀具寿命，并增大已加工表面冷硬程度，甚至引起振动切削加工条件切削加工条件 第二十页，编辑于星期一：八点 三分。
三三. .前刀面形状及其参数选择前刀面形状及其参数选择前刀面形状分平面型和断屑前面型两大类 卷断屑槽可作成直线圆弧型、直线型和全圆弧型三种第二十一页，编辑于星期一：八点 三分 第二节第二节 后角的选择后角的选择 一、后角的功用及合理后角 后角的作用主要是：减小后面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦；影响楔角0的大小，从而可配合前角调整切削刃的锋利程度和强度影响刀具耐用度和加工表面质量第二十二页，编辑于星期一：八点 三分 适当增大后角可提高刀具耐用度．这是因为：适当增大后角可提高刀具耐用度．这是因为：v增大后角时,能减小后面摩擦与磨损v后角增大，楔角则减小，切削刃锋利，刀刃易切入工件，可减小工件表面的弹性恢复v在一定的后刀面磨损量VB下，后角较大时，所允许磨去的金属体积较大v在一定条件下，后角也有一个对应于最高刀具寿命的合理数值第二十三页，编辑于星期一：八点 三分 二、合理后角的选择二、合理后角的选择v工件材料的强度、硬度较高时，为加强切削刃，宜取较小后角(0=5～7)v工件材料塑性较大，加工硬化严重时，为减小后刀面摩擦，应取较大后角(10～12)v当采用负前角刀具加工高硬度高强度材料时，宜采用较大后角(12～15)， v工艺系统刚性较差时，为避免振动，应适当减小后角。
第二十四页，编辑于星期一：八点 三分 v对于径向尺寸精度要求较高的刀具，宜取较小的后角v合理后角的选择还应考虑切削刃的运动轨迹例如切断刀愈接近工件中心，工作后角愈小，因此切断刀的后角应比外圆车刀大一些在车削大螺距右旋螺纹时，左刀刃的后角应比右刀刃的后角大一些 第二十五页，编辑于星期一：八点 三分 车刀的副后角一般取其等于主后角切断刀及切槽刀的副后角，由于受其结构强度的限制，只能取得很小，0=1～2 车刀的副后角车刀的副后角第二十六页，编辑于星期一：八点 三分 第三节第三节 主、副偏角及刀尖形状的选择主、副偏角及刀尖形状的选择 一、主偏角的功能1.影响刀具耐用度随着主偏角减小，刀具耐用度提高2．影响切削分力比值及切削层单位面积切削力3．影响已加工表面质量 4．影响断屑效果第二十七页，编辑于星期一：八点 三分 v粗加工时，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角(Kr＝60～75)，以利于减少振动、断屑和采用较大的切削深度v加工硬度高的材料，如冷硬铸铁和淬硬钢时，在系统刚性好，切削深度不大时．取较小的主偏角(Kr＝10～30)，以利于提高刀具耐用度 二二、、合理主偏角的选择原则合理主偏角的选择原则第二十八页，编辑于星期一：八点 三分。
v工艺系统刚性较好时，取较小的主偏角可提高刀具耐用度；刚性不足，加车削细长轴时，应取大的主偏角，可取Kr＝90～93，以减小背向力ap，减少振动v需要从中间切入及仿形加工的车刀，应取较大主偏角；车阶梯轴则需用Kr＝90的偏刀；要用一把刀加工外圆、端面和倒角时可取Kr＝45 第二十九页，编辑于星期一：八点 三分 副偏角Kr的大小主要影响刀具耐用度和已加工表面质量 三三、副偏角的、副偏角的作用作用及及选择选择 1. 副偏角Kr的作用减小副切削刃及副后面与已加工表面之间的摩擦第三十页，编辑于星期一：八点 三分 2. 2. 合理副偏角合理副偏角K K r r的选择的选择v一般刀具的副偏角，在工艺系统刚性较好，不产生振动的情况下，可选取较小的数值，如取Kr=5～10v精加工刀具的副偏角应取得更小一点，必要时，可磨出一段Kr=0的修光刃，车刀的修光刃长度取为b＝(1.2～1.3)f，硬质合金端铣刀的b＝(4～6)f第三十一页，编辑于星期一：八点 三分 v切断刀和切槽刀由于结构强度的限制，只能取很小的副偏角，Kr=1～3 第三十二页，编辑于星期一：八点 三分。
三三、刀尖形状及尺寸、刀尖形状及尺寸选择选择 若采用减小主、副偏角的办法增强刀尖，常会使背向力Fp增大，引起振动 刀尖是切削刃上工作条件最恶劣、构造最薄弱的部位，刀尖处强度差，散热条件不好，故切削温度高、易磨损 强化刀尖可显著提高刀具耐用度同时刀尖部分的形状对已加工表面的粗糙度值也有很大的影响第三十三页，编辑于星期一：八点 三分 若在主、副刃之间磨出倒角刀尖，即具有直线切削刃的刀尖，既可使刀尖角r加大，增强了刀尖，又可不使背向力增加许多刀尖处的过渡刃有： 圆弧形过渡刃不仅可提高刀具耐用度，还可大大减小已加工表面粗糙度值，常在精加工车刀上采用1．圆弧形过渡刃 刀尖圆弧半径对硬质合金和陶瓷车刀一般可取r＝0.5～1.5mm，对高速钢车刀可取r＝1～3mm适当增大r可减小刀具的磨损和破损；但r太大时，由于背向力Fp增大会引起振动第三十四页，编辑于星期一：八点 三分 2 2．．直直线线形形过过渡刀渡刀 粗加工时，切削深度较大，为减小背向力Fp和振动，并使硬质合金刀片能得到充分利用，通常采用较大的主偏角但这时刀尖强度变差，散热条件恶化为解决这个矛盾，常常在刀尖处磨出直线过渡刃。
过渡刃偏角一般取为Kr≈1/2Kr，过渡刃长度b＝0.5～2mm或b＝(1/4～1/5)ap切断刀的b≈1/4B第三十五页，编辑于星期一：八点 三分 第四节第四节 刃倾角的选择刃倾角的选择一一、刃、刃倾倾角的功用角的功用 1.控制切屑流出方向外圆车刀刃倾角s对排屑方向的影响可见，在精车时，希望取正刃倾角(+s)，以使切屑流向待加工表面，防止缠绕和划伤已加工表面 第三十六页，编辑于星期一：八点 三分 2.2.影响刀头强度及断续切削时切削刃上受冲击的位置影响刀头强度及断续切削时切削刃上受冲击的位置 如图是一把Kr=90刨刀的加工情况 当s=0时，切削工作刃全长与工件同时接触，冲击较大 当s为正值时，刀尖首先接触工件．容易崩尖 当s为负值时，离刀尖较远的切削刃首先接触工件，保护了刀尖同时，切削面积在切入时由小变大，切出时由大变小，故切削过程比较平稳 因此，在粗加工或冲击较大的加工中，常采用负刃倾角的刀具．负刃倾角车刀的强度较高，散热条件也较好 第三十七页，编辑于星期一：八点 三分 3.3.影响切削刃的锋利程度影响切削刃的锋利程度 当s0的斜角切削时，由于切屑在前刀面上流向的改变，使实际前角增大；同时，刃倾角增大还可减小刀刃的钝圆半径，使切削刃变得锋利。
如切下极薄切屑的精车刀、精刨刀多采用45～75的大刃倾角 4.影响切削分力的大小 当负刃倾角绝对值增大时，背向力Fp显著增大，将导致工件变形及引起振动 第三十八页，编辑于星期一：八点 三分 二二、合理刃、合理刃倾倾角的角的选择选择原原则则 1.加工一般钢料和灰铸铁，粗车取s＝0～5，精车时取s=0～+5；有冲击负荷时，s=-5～-15；当冲击特别大时，可取s=-30～-452.加工高强度钢、高锰钢、淬硬钢时，可取s=-5～-15或负数的绝对值更大一些3.工艺系统刚性不足时，尽量不采用负刃倾角第三十九页，编辑于星期一：八点 三分。