车床车刀角度分析

优胜编程龚老师

切削金属时，刀具切入工件，刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。




一、车刀切削部分的组成
三面二刃一刀尖

车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。



1）前刀面  刀具上切屑流过的表面。

2）主后刀面  刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面，称为主后刀面。

3）副后刀面  刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面。

4）主切削刃  刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。

5）副切削刃  刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。

6）刀尖   主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆刀尖和倒角刀尖。

二、测量车刀切削角度的辅助平面

为了确定和测量车刀的几何角度，需要选取三个辅助平面作为基准，这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面。

1）切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。



2）基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。



3）正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面。



可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。



三、车刀的主要几何角度及选择

1）前角(γ0 ) 选择的原则

前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小，粗加工时前角要取小值，精加工时前角应取大值。前角一般在-5°～ 25°之间选取。



通常，制作车刀时并没有预先制出前角（γ0） ，而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。排屑槽也叫断屑槽，它的作用大了去了折断切屑，不产生缠绕； 控制切屑的流出方向，保持已加工表面的精度；降低切削抗力，延长刀具寿命。



２）后角(α0 )选择的原则

首先考虑加工性质。精加工时，后角取大值，粗加工时，后角取小值。其次考虑加工材料的硬度，加工材料硬度高，主后角取小值，以增强刀头的坚固性；反之，后角应取小值。后角不能为零度或负值，一般在6°～12°之间选取。



3）主偏角(Kr ) 的选用原则

首先考虑车床、夹具和刀具组成的车削   工艺系统的刚性，如系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命、改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90°，加工中间切入的工件，主偏角一般取60 °。主偏角一般在30°～ 90°之间，最常用的是45°、75 °、90 °。



4）副偏角(Kr’ )的选择原则

首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性，才能减小副偏角；反之，应取大值；其次，考虑加工性质，精加工时，副偏角可取10°～15°，粗加工时，副偏角可取5°左右。



５）刃倾角(λS)的选择原则

主要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大， 取λS ≤ 0°，精加工时，工件对车刀冲击力小， 取λS ≥ 0°；通常取λS =0°。刃倾角一般在-10°～5°之间选取。