刀具角度的选择
摘要：刀具合理几何参数的选择是切削刀具理论与实践的重要课题。

中国有句谚语说：“工欲善其事，必先利其器”，刀具正是切削
加工的直接作用工具，它的完善程度对切削加工的现状和发展起着决
定性的作用。

由于刀具结构和几何参数的改进，刀具使用寿命每隔十
年几乎提高二倍。

刀具的合理几何参数包含以下四个方面基本内容：
1.刃形，
2.切削刃刃区的剖面型式及参数，
3.刀面型式及参数，
4.刀具角度。

所以在此我从刀具四个几何参数中选取刀具角度做专题报
告，探讨如何正确的选取刀具的角度。

正文：刀具切削部分有6个基本角度，它们是前角γO、后角αo、副后角αoˊ、主偏角κr、副偏角κr ˊ和刃倾角λs。

如图所示。

主偏角κr:主切削刃在基面上的投影与进给运动速度v f方向之间的夹角。

副偏角κr ˊ :副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。

前角γO ：主切削刃上任意一点的前角，是在主剖面内，该点的前刀面与基面之间的夹角。

后角αo : 主切削刃上任意一点的后角，是在主剖面内，该点后面与切削平面之间的夹角。

副后角αoˊ :在副剖面内，该点副后刀面与切削平面之间的夹角。

刃倾角λs : 主切削刃与基面之间的夹角。

一、前角、后角的选择
1、前角和后角的作用
车刀是否锋利主要取决于前角的大小，它直接影响切削能否顺利地切下来。

增大前角可以减小切削变形，并减少切屑与车刀前面的摩擦，从而使切削力减少，切削热降低，所以前角应尽可能选择大一些。

但前角不能过大，否则会降低道具的强固性。

后角的作用主要是减少刀具的后面与工件之间的摩擦，减少刀具后面的摩擦，提高刀的耐用度，但后角过大也会削弱刀具的强度。

2、前角、后角选择的原则
（1）加工硬度高、强度大以及脆性材料时，应选择较小的前角和后角，加工硬度低，强度小及较软的材料时，应选较大的前角和后角。

（2）粗加工时，一般工件表面不规则且工余量大，选取较小的前角、后角一便增加刀头的强度。

精加工时，选取较大的前角和后角，使刀具锋利并减少后刀面与工件的摩擦，以利于工件的精度和光洁度。

（3）刀具材料韧性差时（例如硬质合金刀具），为了防止崩刀，前角
应取小，刀具材料韧性好时（例如高速钢刀具）前角可取大一些。

（4）机床，夹具，刀具工件系统刚性较差时，前角取大些，以减小切削力，后角取小些，用来增大后刀面与工件间的接触面积，有利于减少震动。

二、主偏角κr，与副偏角κr ˊ的选择
1、主偏角的作用
（1）在相同的走刀量的切削深度加工下，减少主偏角可使切屑变薄，刀刃参加切削的长度增加，刀刃的散热面积增大，散热情况得
到改善。

而且刀尖角增大，相应的提高了刀具的强度，若以减
小主偏角对延长刀具寿命有利，
（2）主偏角影响切削力的分布配，当减小主偏角时，径向力增大，轴向力减小;当增大主偏角时，径向力减小，轴向力增大。

在实际生产中，通常采用主偏角45-75度，而当加工细长轴时，常用75度、90度或大于90度的主偏角，为了减小径向力，使工件不至于弯曲，切削平稳。

2、副偏角的作用
主要是减小车刀与已加工表面的摩擦，同时它的大小直接影响已加工表面的光洁度，一般用3-10度。

二、刃倾角λs的选择
刃倾角对刀刃的强度有直接的影响，而且能控制切削的流出方向，当刃倾角为正值时，刀头强度好，切削流向工作已加工表面，所以适合粗加工。

在精加工时，我们希望切削部划伤加工表面，所以刃倾角采用负值较为合适。

四、总结
最后我们以北京通用机械厂总结的选择角度的经验，做小结。

将加工材料可以分为脆性材料（灰口铸铁、可锻铸铁、黄铜等），塑性材料（普通钢材、合金钢、紫铜等）和特硬材料（淬火钢、高锰钢等），刀具主要角度变化规律如下：
为了适应粗、精加工的不同特点，刀具角度应作如下变化：
1、一般情况下，前角和后角的变化规律是粗加工前、后角都小，
而精加工前后角都大。

2、粗加工时，也可选用较大的前角，但应加负倒棱，并取正刃倾
角。

3、精加工时，可增大刀尖圆弧半径或增大修光刀。

参考文献：
【1】《金属切削技术加工问答》郑文虎编，机械工业出版社，2013年
【2】《金属切削技术》华中工学院编，湖北人民出版社，1975年6月。