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金属切削刀具角度
核心提示：金属切削刀具的种类很多，车刀是最为常见、最为典型的。其余各种刀具都可以看作是由车刀的切削部分演变来的。下面以车刀为例说明刀具的切削部分的结构要素和几
金属切削刀具的种类很多，车刀是最为常见、最为典型的。其余各种刀具都可以看作是由车刀的切削部分演变来的。下面以车刀为例说明刀具的切削部分的结构要素和几何角度。 1．车刀的组成
外圆车刀由3个刀面、2条切削刃和1个刀尖组成，如图11 -3所示。 外圆车刀 图11 -3 外圆车刀
(1)前刀面前刀面是指刀具上切屑流过的表面(Ar)。它可以是平面，也可以是曲面，作用是保证切屑顺利地流出。
(2)后刀面刀具上与过渡表面相对的是主后刀面(Aa)，与已加工表面相对的是副后刀面(A'a)。它的作用是减少刀具与工件的摩擦，避免擦伤已加工表面。 (3)切削刃前刀面与主后刀面相交形成的交线称为主切削刃(S)，它完成主要的切削工作。前刀面与副后刀面相交形成的是副切削刃( S')，它完成部分的切削工作，并最终形成已加工表面。
(4)刀尖主、副切削刃的连接部位。它一般都做成圆弧状，以保证刀尖的强度和耐磨性。
2．车刀切削部分的主要角度
为了确定车刀的各刀面和切削刃的空间位置，需要选定一些坐标平面作为参考系，如图11 -4所示。
(1)刀具静止参考系用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系，称为刀具静止参考系。
车刀的主要平面
图11 -4 车刀的主要平面
①基面：过切削刃选定点，垂直于该点假定主运动方向的平面(Pr)；
②切削平面：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面，分为主切削平面(Ps)和副切削平面(P’s)；
③正交平面：过切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面(Po)； ④假定工作平面：过切削刃选定点，垂直于基面并平行于假定进给运动方向的平面(Pf)。
(2)刀具角度的基本定义如图11 -5所示。 车刀的标注角度 图11-5 车刀的标注角度
①前角γ0：前刀面与基面之间的夹角。增大前角，使主切削刃锋利，减小切削力和切削热。但前角过大，刀刃很脆弱，易产生崩刃。前角有正与负的区分，表示前刀面的倾斜程度。
②后角α0：主后刀面与切削平面之间的夹角。后角的主要作用是减少刀具后刀面与工件表面间的摩擦和后刀面的磨损，并配合前角影响切削刃的锋利和强度。表示主后刀面的倾斜程度。 ③副后角α’0：副后刀面与副切削平面之间的夹角，表示副后刀面的倾斜程度。 ④主偏角kr：主切削刃和假定进给方向在基面(Pr)上投影的夹角。主偏角的大小影响切屑断面形状和切削分力的大小。有时主偏角也根据工件加工形状来定。表示主切削刃在基面上的方位。
⑤副偏角k’r：副切削刃和假定进给的相反方向在基面Pr上投影的夹角。副偏角的主要作用是减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦，减少刀具磨损和防止切削时产生振动。减小副偏角可减小切削残留面积，降低已加工表面的粗糙度。表示副切削刃在基面上的方位。
⑥刃倾角λs：在主切削平面(Ps)里测量的主切削刃与基面间的夹角。它与前角类似也有正、负和零值之分。刃倾角主要影响刀头的强度、切削分力和排屑方向。 车刀除上除6个独立角度外，还有4个派生角度：楔角β0、切削角δ、刀尖角εr、副前角γ'0，它们的大小取决于前6个角度，其中，γ0+α0 +β0= 90°；kr+k’r+εr=180°。
选择刀具几何角度时，应遵循“锐字当先，锐中求固”原则。即将刀具锋利放在第一位，同时保证刀具有一定的强度。国内外先进刀具在角度的变革方面，大致有“三大
一小”的趋势，即采用大的前角、刃倾角和主偏角，采用小的后角。