刀具的几何参数课件

余姚市职成教中心学校

数控校本教材

课件制作人：彭华英第二章

金属切削的基础知识——2.2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前

刀

面三

面主后刀面刀具结构(以车刀为例)主切削刃两

刃一

尖副切削刃刀

尖刀具切削部分的几何外形刀具结构前刀面切屑沿其流出的表面后刀面与工件加工表面相对的表面副后刀面与工件已加工表面相对的表面主切削刃前刀面与后刀面的交线副切削刃前刀面与副后刀面的交线刀尖主切削刃与副切削刃的交点刀具切削角度的参考平面一、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Pr通过刀刃上选定点，垂直于Ve的平面。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一．正交平面Po上

测量的角度•

1．

前角γo

：•在正交平面Po上测量的刀具前刀面Ar

与基面Pr之间的夹角。•

2．

后角αo

：•在正交平面Po上测量的刀具主后刀面

与切削平面Ps间的夹角。•

3．

楔角β0

：•前刀面与后刀面之间的夹角。二．切削平面Ps上测量的角度••••刃倾角λs

：在切削平面Ps上测量的刀具主切削刃S与基面Pr间的夹角。刃倾角总为锐角，其正、负值的确定原则为：当刀尖位于主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；反之为负值。三．在基面Pr上测量的角度•

1．主偏角kr：•在基面Pr上测量的切削平面Ps与假定工作平面Pf之间的夹角。•

2．副偏角kr’

：•副偏角kr’是在基面Pr上测量的副切削平面Ps’

与假定工作平面

Pf之间的夹角。副偏角kr’一般为锐角四．在副切削刃的正交平面内测量的角度••副后角ao’

：副后角ao’

是在副正交平面Po’上测量的副后面Aa’与副切削平面Ps’

之间的夹角。例如：90度外圆车刀的偏角是90度。45度车刀是45度。75度粗车刀的主偏角是75度4.刀具角度的选择•

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．

前角前角γo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）；精加工时，前角可选得大些。粗加工时应选得小些。•

二．后角•后角αo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。•

三．主偏角主偏角κr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κr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。•

四．副偏角副偏角κr'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κr'的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。•

五．刃倾角刃倾角λs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•

1．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HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨损的能力，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。•

3．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。•

4．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、铸造性、锻造性和热处理性等。•

5．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•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•

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金居多。碳素工具钢（如T10A、T12A）、工具钢（如9SiCr、CrWMn）因耐热性差，仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。•

1．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。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、齿轮刀具等的主要材料。•

2．硬质合金•硬质合金由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（Co）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：•••1）YG(K)