刀具几何参数

1、余姚市职成教中心学校 数控校本教材 课件制作人：彭华英制作人：彭华英第二章第二章 金属切削的基础知识金属切削的基础知识2.2刀具的几何参数刀具的几何参数 1.刀具切削部分的几何外形 2.刀具切削角度的参考平面 3.刀具的几何角度4.刀具角度的选择 5.刀具的性能与材料 6.刀具的种类刀具切削部分的几何外形刀具切削部分的几何外形刀具切削部分的几何外形刀具切削部分的几何外形刀具切削部分的几何外形刀具切削部分的几何外形刀具结构刀具结构前刀面前刀面切屑沿其流出的表面切屑沿其流出的表面后刀面后刀面与工件加工表面相对的表面与工件加工表面相对的表面副后刀面副后刀面与工件已加工表面相对的表面与工件已加工表面相

2、对的表面主切削刃主切削刃前刀面与后刀面的交线前刀面与后刀面的交线 副切削刃副切削刃前刀面与副后刀面的交线前刀面与副后刀面的交线刀尖刀尖主切削刃与副切削刃的交点主切削刃与副切削刃的交点刀具切削角度的参考平面刀具切削角度的参考平面一、切削平面一、切削平面Ps 通过刀具刀刃上选定点，切于工件过渡表面的平面，由刀刃在该点处的切线和切削合成运动Ve向量构成的平面。二、基面二、基面Pr通过刀刃上选定点，垂直于Ve的平面。三、正交平面三、正交平面Po 通过切削刃选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度4.刀具角度的选择刀具角度的选择刀具角度的选择主要包

3、括刀具的前角、后角、主偏角副偏角和刃倾角的选择。刀具角度的选择主要包括刀具的前角、后角、主偏角副偏角和刃倾角的选择。一一 前角前角 前角前角o对切削的难易以程度有很大影响。增大前角能使刀刃变得锋利，使切对切削的难易以程度有很大影响。增大前角能使刀刃变得锋利，使切削更为轻快，并减小切削力和切削热。但前角过大，刀刃和刀尖的强度下降，刀削更为轻快，并减小切削力和切削热。但前角过大，刀刃和刀尖的强度下降，刀具导热体积减少，影响刀具使用寿命。前角的大小对表面粗糙度、排屑和断屑等具导热体积减少，影响刀具使用寿命。前角的大小对表面粗糙度、排屑和断屑等也有一定影响。工件材料的强度、硬度低，前角应选得大些，反之

4、小些；刀具材也有一定影响。工件材料的强度、硬度低，前角应选得大些，反之小些；刀具材料韧性好（如高速钢），前角可选得大些，反之应选得小些（如硬质合金）；精料韧性好（如高速钢），前角可选得大些，反之应选得小些（如硬质合金）；精加工时，前角可选得大些。粗加工时应选得小些。加工时，前角可选得大些。粗加工时应选得小些。 二后角二后角 后角后角o的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损，其大小对的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损，其大小对刀具耐用度和加工表面质量都有很大影响。切削厚度越大，刀具后角越小；工件刀具耐用度和加工表面质量都有很大影响。切削厚度越大，刀具后角越小；工件材料

5、越软，塑性越大，后角越大。工艺系统刚性较差时，应适当减小后角，尺寸材料越软，塑性越大，后角越大。工艺系统刚性较差时，应适当减小后角，尺寸精度要求较高的刀具，后角宜取小值。精度要求较高的刀具，后角宜取小值。 三主偏角三主偏角 主偏角主偏角r的大小影响切削条件和刀具寿命。在工艺系统刚性很好时，减小主的大小影响切削条件和刀具寿命。在工艺系统刚性很好时，减小主偏角可提高刀具耐用度、减小已加工表面粗糙度，所以主偏角偏角可提高刀具耐用度、减小已加工表面粗糙度，所以主偏角r宜取小值；在工宜取小值；在工件刚性较差时，为避免工件的变形和振动，应选用较大的主偏角。件刚性较差时，为避免工件的变形和振动，应选用较大的

6、主偏角。 四副偏角四副偏角 副偏角副偏角r的作用是可减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，的作用是可减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，防止切削振动。副偏角防止切削振动。副偏角r的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。 五刃倾角五刃倾角 刃倾角刃倾角s主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。 刀具的性能与材料刀具的性能与材料 刀具的性能刀具的性能1高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性 刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上；耐磨性表以上；耐磨性表示抵抗磨损的

7、能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。2足够的强度和韧性足够的强度和韧性 为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。具有足够的强度和韧性。3高耐热性高耐热性 刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。4良好的工艺性良好的工艺性 为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性；如切削加工性、为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性；如切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。铸造

8、性、锻造性和热处理性等。5良好的经济性良好的经济性 在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。以最低的刀具中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。以最低的刀具成本，满足加工需求，获取最大的经济效益。成本，满足加工需求，获取最大的经济效益。刀具的性能与材料刀具的性能与材料 常用的刀具材料常用的刀具材料目前，生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合

9、金居多。碳素工具钢目前，生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢（如（如T10A、T12A）、工具钢（如）、工具钢（如9SiCr、CrWMn）因耐热性差，仅用）因耐热性差，仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。于一些手工或切削速度较低的刀具。1高速钢高速钢 高速钢是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性；有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；制造工艺简有较高的热稳定性；有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造。是制造钻头、成形刀具、拉刀、单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造。是制造钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等的主要材料。齿轮刀具等的主要材料。2硬质合金硬质合金 硬质合金由难熔金属化合物（如硬质合金由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（）和金属粘结剂（Co）经粉末冶金法制成。经粉末冶金法制成。 具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于制造整体刀具。它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。制造整体刀具。它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。ISO将切削用的硬质合金分为三类：将切削用的硬质合金分为三类： 1）YG(K)类，即类，即WC