1、1 2 刀具几何角度 任何刀具都由刀头和刀柄两部分构成。刀头用于切削，刀柄用于装夹。虽然用于切削加工的刀具种类繁多，但刀具切削部分的组成确有共同点。车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。如图 1 4所示。 图 1 4 车刀切削部分的结构 1 2 1 刀具切削部分的构成要素 刀具切削部分主要由刀面和切削刃两部分构成。刀面用字母与下角标组成的符号标记，切削刃用字母标记，副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。 前面（前刀面） r：刀具上切屑流出的表面； 后面（后刀面） A ：刀具 上与工件新形成的过渡表面相对的刀面； 副后面（副后刀面） A ：刀具上与工件新形成的过渡表面相对
2、的刀面； 主切削刃：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务； 副切削刃 ：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务； 刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。 图 1 4所给车刀是有公共前面的，这大大简化了刀具的设计、制造和刃磨，原则上刀具的主、副切削刃是可以有单独前面的。 1 2 2 刀具角度参考平面与刀具角度参考系 为了保证切削加工的顺利进行，获得合格的加工表面，所用刀具的 切削部分必须具有合理的几何形状。刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。 为了描述刀具几何角度的大小及其空间的相对位置，可以利用正投影原理，采用多面投影的方法来表示。用来确定刀具角度的
3、投影体系，称为刀具角度参考系，参考系中的投影面称为刀具角度参考平面。 用来确定刀具角度的参考系有两类：一类为刀具角度静止参考系，它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义的刀具角度称为刀具标注角度；另一类为刀具角度工作参考系，它是确定刀具切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角度称为刀具的工作角度。 1 刀具角度参考平 面 用于构成刀具角度的参考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面，如图 1 5所示。 主切削刃S安装面第一前面（倒棱）A第一副后面A第二副后面A第二后面A刀尖第一后面（刃带）A第二后面A刀柄切削部分副切削刃S图 1 5 刀具角度的参考平面 基面 P
4、r：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的安装面（或轴线）的平面。例如：普通车刀的基面 Pr，可理解为平行于刀具的底面； 切削平面 Ps：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面 Pr的平面。它也是切削刃与切削速度方向构成的平面； 正交平面 Po：过切削刃选定点，同时垂直于基面 Pr与切削平面 Ps的平面； 法平面 Pn：过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面； 假定工作平面 Pf：过切削刃选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面 Pr的平面； 背平面 Pp：过切削刃选定点，同时垂直于假定工作平面 Pf与基面 Pr的平面。 2刀具角度参考系 刀具标注角度的
5、参考系主要有三种：即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。 即正交平面参考系：由基面 Pr、切削平面 Ps和正平面 Po构成的空间三面投影体系称为正交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件，所以，该参考系是刀具标注角 度最常用的参考系。 法平面参考系：由基面 Pr、切削平面 Ps和法平面 Pn构成的空间三面投影体系称为法平面参考系。 假定工作平面参考系：由基面 Pr、假定工作平面 Pf和背平面 Pp构成的空间三面投影体系称为假定工作平面参考系。 1 2 3 刀具的标注角度 描述刀具的几何形状除必要的尺寸外，主要使用的是刀具角度。刀具标注角度
6、主要有四种类型，即前角、后角、偏角和倾角。 正交平面参考系中的刀具标注角度 如图 1 6所示，在正交平面参考系中，刀具标注角度分别标注在构成参考系的三个切削平面上。 第一副后面A切削刃上选定点主运动方向进给运动方向主运动方向p o p- o p ra) pspS-+opb)+-p （ ）orp o+o-向Sp r o（ ）+p s p op sp orpp- o-图 1 6 正 交平面参考系刀具标注角度 在基面 Pr上刀具标注角度有： 主偏角 r主切削平面 Ps与假定工作平面 Pf间的夹角； 副偏角 r 副切削平面 Ps 与假定工作平面 Pf间的夹角。 在切削平面 Ps上刀具标注角度有： 刃倾
7、角 s主切削刃与基面 Pr 间的夹角。刃倾角 s 有正负之分，当刀尖处于切削刃最高点时为正，反之为负。 在正平面 Po上刀具标注角度有： 前角 前面 r与基面 Pr间的夹角。前角 有正负之分，当前面 r与切削平面 Ps间的夹角小于 900时，取正号；大于 900时，则取负号； 后角 O后面 A 与 切削平面 Ps间的夹角。 以上五个角度 r、 r、 s、 、 为车刀的基本标注角度。在此， r、 s确定了主切削刃的空间位置， r、 s 确定了副切削刃 的空间位置； 、 则确定了前面 Ar和后面 A 的空间位置， 、 则确定了副前面 Ar 和副后面 A 的空间位置。 此外，还有以下派生角度： 刀尖
8、角 r在基面 Pr内测量的主切削平面 Ps与副切削平面 Ps 间的夹角， r 1800（ r r ） ； 余偏角 r在基面 Pr内测量的主切削平面 Ps与背平面 P 间的夹角， r 900 r； 楔角 在正平面 Po内测量的前面 Ar与后面 A 间的夹角， 900（ ）。 其它参考系刀具标注角度 在法平面 Pn内测量的前、后角称为法前角和法后角，如图 1 7所示。 图 1 7法平面参考系刀具标注角度 在假定工作平面 f和背平面 Pp中测量的刀具角度有：側前角 f、側后角 f、背前角 p和背后角 p。如图 1 8所示。 psprpnp向sp rp nnnp - p nnnp np sp f -
9、fpprppp p p f f pp s-pp p pp pfpp frp fp p p图 1 8 假定工作平面参考系刀具标注角度 上述各参考系平面及角度的定义归纳在表 1 1中。 表 1 1刀具各参考系与刀具角度定义 刀具组成 标注参考系 刀具角度定义 切削刃 相关刀面 代号 组成平面 特征 符号 名称 构成平面 测量平面 S A A Po Pr c o 前角 Ar、 Pr Po o 后角 A 、 Ps Ps Pr与 S相切 r 主偏角 Ps、 Pf Pr Po Pr Ps s 刃倾角 A 、 Pr Ps Pn Pr c n 法前角 A 、 Pr Pn n 法后角 A 、 Ps Ps Pr与 S相切 r 主偏角 同 Po系 Pn S s 刃倾角 Pf Pr c f 侧前角 A 、 Pr Pf p 背前角 Pp Pf f、 Pr f 侧后角 A 、 Ps Pf Pp Pr、 Pf p 背后角 Pp
