切削刀具及其材料课件.pptVIP

车刀(turningtools)的工作部分比较简单，只由切削部分构成，非工作部分就是车刀的柄部(或刀杆)。不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。

（一）刀具切削部分的基本定义（1)前刀面（2)主后刀面（3)副后刀面

（1）主切削刃（2）副切削刃

（二）定义刀具角度的参考系?刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削部分几何形状（各表面空间位置）的重要参数。?参考系：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面。?参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考系。

在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。正交平面参考系

由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。(1)基面pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装面（底面）。(2)切削平面ps(3)正交平面po通过切削刃上选定点，垂直通过切削刃上选定点，于基面并与主切削刃相切的平面。同时与基面和切削平面垂直的平面。

（三）刀具的标注角度（1）基面中测量的刀具角度主偏角κ主切削刃在基面上的投影与进给运动速度v方向之间的夹角f副偏角κ副切削刃在基面上的投影与进给运动速度v反方向之间的夹角f

（2）切削平面中测量的刀具角度刃倾角λs夹角主切削刃与基面之间的

（3）正交平面中测量的刀具角度前角γ前面与基面之间的夹角。后角α后面与切削平面之间的夹角。说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不考虑进给运动的影响等条件下确定的。

刀具在工作参考系中确定的角度称为刀具工作角度。研究刀具工作角度的变化趋势，对刀具的设计、改进、革新有重要的指导意义。

（1）刀具安装位置对刀具工作角度的影响

1)刀尖安装高低对工作前、后角的影响v用刃倾角λ=0°车刀车削外圆时，由于车刀s的刀尖高于工件中心，工作前角γoe增大，而工作后角αoe减小。v若切削刃低于工件中心，则工作前角γoe增大，而工作后角αoe减小

2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响v当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时针转动G角时，工作主偏角将增大，工作副偏角将减小。

1.前角γ（1）功用γOO切削力和切削功率刀具寿命，切屑变形刀刃锋利刀刃和刀尖强度，散热体积

取决于：工件材料、刀具材料及加工要求。（2）选择?工件材料强度、硬度较低时，应取较大前角，反之应取较小的前角。?加工塑性材料时，应取较大前角，加工脆性材料时，应取较小的前角。?刀具材料韧性好（高速钢），取较大前角，反之（硬质合金）取较小前角。?粗加工时，取较小前角，精加工时，取较大前角。

2.后角αo（1）功用αo后刀面的磨损率后刀面与工件的摩擦（2）选择取决于：加工要求、工件材料及工艺系统刚度。?粗加工或工件材料较硬，后角取较小值；工件材料越软、塑性越大，后角越大；工艺系统刚度较差时，适当减小后角；??

3.主偏角κ和副偏角κ′rr（1）功用κ和κ′刀刃强度，散热条件刀具寿命rr残留面积高度表面粗糙度背向力F，工件易变形p

（2）选择?工艺系统刚性较好时，主偏角取较小值；反之取较大值。?副偏角大小取决于表面粗糙度（5°?15°)，粗加工时取大值，精加工取小值。

4.刃倾角λs（1）功用主要影响刀头的强度、切削分力和切屑的流动方向。（2）选择?加工一般钢料和铸铁，无冲击时：粗车λ＝0°?－5°，精车λ＝0°?+5°；有冲击时：λ＝－5°?－15°；sss特别大时：λ＝－30°?－45°。s?切削加工高强度钢、冷硬钢时：λ＝－30°?－45°。s

车刀是金属切削加工中最简单、使用最广泛的刀具，它可以在普通车床、转塔车床、立式车床、自动与半自动车床上，完成工件的外圆、端面、切槽或切断等不同的加工工序。

切削部分与夹持部分材料相同，对贵重的刀具材料消耗较大。多用高速钢制造。将硬质合金刀片用紫铜、黄铜等焊接在开有刀槽的刀杆上。刀结构简单、紧凑，抗振性能好，制造方便，使用灵活。但刀片易产生应力和裂纹。

避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；刀杆可重复使用利用率较高。但结构复杂、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂纹。将压制有一定几何参数的多边形刀片，用机械夹固的方法装夹在标准的刀体上。1.不需刃磨，刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削性能、硬度和抗弯强度。2.减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，提高了生产效率。3.可使用涂层刀片，提高刀具耐用度。

(cuttingtoolmaterials)

（1）高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）高的耐热性与化学稳定性（4）有锻造、焊接、热处理、磨削加工等良好的工艺性（5）导热性好，有利于切削热传导，降低切削区温度，延长刀具寿