vc =πdwn/1000
是指刀具在进给运动方向上相对工件的 位移量。
当主运动是回转运动时，进给量指 工件或刀具每回转一周，两者沿进给方 向的相对位移量，单位为mm/r；
当主运动是直线运动时，进给量指 刀具或工件每往复直线运动一次，两者 沿进给方向的相对位移量，单位为 mm/str或mm/单行程；
对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，
的运动轨迹面就是工件上的加工表面 和已加工表面。
➢有两个要素，一是切削刃, 二是切
削运动。
➢不同的切削运动的组合,即可形成
各种工件表面。
车削加工是一种最常见的、典型的切削加工 方法。车削加工过程中工件上有三个不断变化着 的表面（图1-1） 。
（1）待加工表面 （2）已加工表面 （3）过渡表面
工件上待切除 的表面。
❖粉末冶金高速钢 粉末冶金高速钢是用高压氩气或纯
氮气雾化熔融的高速钢钢水而得到细小的高速钢粉末，然 后再热压锻轧制成。适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、 插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。高速钢的主要物理 力学性能见表2-1(p15)。
（一）刀具的构成
由工作部分和非工作部分构成。
车刀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。
刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
图2－4
（1)前刀面Aγ 切屑流过的刀面。
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给 运动速度vf 方向之间的夹角。
2）副偏角κr′ 副切削刃在基面上的投影与进给 运动速度vf反方向之间的夹角。
3）刀尖角εr 主、副切削刃在基面上的投影之 间的夹角，它是派生角度。εr=180°-(κr ＋κr′) εr是标注角度是否正确的验证公式之一。
图2－7 车刀的主要角 度
（四）刀具工作角度
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
1．刀具工作参考系的建立
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。
与静态系统中正交平面参考系建立的定义和程序相
似，不同点就在于它以合成切削运动υe或刀具安装位
置条件来确定工作参考系的基面pre。 由于工作基面的变化，将带来工作切削平面pse的
❖通用型高速钢 W18Cr4V(18-4-1)由于钨价高，热塑性
差，碳化物分布不均匀等原因，目前国内外已很少采用。
❖高性能高速钢 高性能高速钢是指在通用型高速钢中增
加碳、钒、钴或铝等合金元素，使其常温硬度可达67～ 70HRC，耐磨性与热稳定性进一步提高。可以用于加工不 锈钢、高温合金、耐热钢和高强度钢等难加工材料。典型 牌号有M42、5O1。
素。
材料切除率，用Qz表示
三要素的乘积作 为衡量指标，单 位为mm3/min，
Qz=1000vcfap
（2）切削层参数
①切削层公称厚度hD
②切削层公称宽度bD
平行于正在加 工的表面（过 渡表面）度量 的切削层参数。
bD＝ap／sinKr
切削层是指在切削过程中， 由刀具在切削部分的一个单一 动作（或指切削部分切过工件 的一个单程，或指只产生一圈 过渡表面的动作）所切除的工 件材料层（图1－2）。
工件上经刀具 切削后产生的 新表面。
工件上切削刃正 在切削的表面。 它是待加工表面 和已加工表面之 间的过渡表面。
3、切削要素
（1）切削用量要素
切削要素主要指控 制切削过程的切削 用量要素和在切削 过程中由余量变成 切屑的切削层参数。
①切削速度 ②进给量
对切削运动定量描述的 重要指标之一。外圆车 削的切削速度为
在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
（三）定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是为刀具设计、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。 • 用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面 称为参考系; • 参考系可分为刀具静止参考系和刀具工作 参考系两类。
•由于热处理变形小、能锻易磨，所以特别适合于制
造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻 头、切齿刀、螺纹刀具和拉刀等。
（1）高速钢的分类
➢按用途可分为：通用高速钢和高性能高
速钢。
➢按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末
冶金高速钢和表面涂层高速钢。
➢按基本化学成份可分为: 钨系和钼系。
（2）常用高速钢的牌号与性能
切削刃上选定 点相对于工件 的瞬时主运动 方向。
（2） 进给运动
①进给运动方向 ②进给速度vf
刀具与工件之间附加
的相对运动, 它配合主运动 依次地或连续不断地切除
切屑, 从而形成具有所需几 何特性的已加工表面。
进给运动可由刀具完
成(如车削)，也可由工件完 成(如铣削)，可以是间歇的 （如刨削）, 也可以是连续 的（如车削）。
刀具切削性能的优劣，不仅取决于刀具切削 部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配 的刀具材料。
金属切削过程中的加工质量、加工效率、加 工成本，在很大程度上取决于刀具材料的合理选 择。因此，材料、结构和几何形状是构成刀具切 削性能评估的三要素。
1. 刀具材料应具备的性能
（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
• 图2－11 刀尖安装高低对工作角度的影响
2）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响
❖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。如图1-12所示。
图2－12车刀安装偏斜对工作主偏角、副偏角的影响
三、刀具材料
金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何 参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削 性能。
（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，
延长刀具寿命，便于刀具的制造，资源丰富，价格低廉。
2. 常用刀具材料
工具钢 硬质合金
陶瓷
包括碳素工具钢、 合金工具钢和高 速钢。
有钨钴类硬质合金、 钨钛钴类硬质合金 和钨钛钽（铌）类 硬质合金。
超硬刀具材料
推广使用新型刀具 材料如涂层刀具、陶瓷 刀具、立方氮化硼等。
高速钢和硬质合金 的主要物理力学性能见 表2-1、2(p15)。
1．高速钢
•它是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高
合金钢。
•热处理后硬度可达62～66HRC, 抗弯强度约3.3GPa，
有较高的热稳定性 、耐磨性 、耐热性。切削温度 在500～650°C时仍能进行切削。
（2)主后刀面Aα 与工件正在被切削加工的表面 （过渡表面）相对的刀面。
（3)副后刀面Aα‘ 与工件已切削加工的表面相对 的刀面。
图2－4 车 刀 的 构 成
2.刀刃
（1）主切削刃S 前面与主后面在空间的交线。
（2）副切削刃S' 前面与副后面在空间的交线。
3．刀尖
三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。
变化，从而导致工作前角γoe、工作后角αoe 的变化。
刀具工作参考系
(1)工作基面pre (2)工作切削平面pse (3)工作正交平面poe
通过切削刃上的考 查点，垂直于合成 切削运动速度方向 的平面。
通过切削刃上的 考查点，与切削 刃相切且垂直于 工作基面的平面。
通过切削刃上的考查点， 同时垂直于工作基面、工 作切削平面的平面。
常用每齿进给量 fz，单位为mm/z或mm/齿。
它与进给量f的关系为
f=zfz
车削时进给速度vf可由下式计算
vf=fn
铣削时进给速度为
合成切削速度ve可表达为
vf=fn=zfzn
vc=ve+vf
③背吃刀量ap
在基面上垂直于 进给运动方向测 量的切削层最大 尺寸,外圆车削:
ap＝(dw-dm)/2
vc、f、ap 构成了普通外圆车削的切削用量三要
一、金属切削加工的基本概念
1. 切削运动
（1） 主运动
①主运动方向
②切削速度vc
切削刃上选定 点相对于工件 的主运动的瞬 时速度。
由机床或人力提供的刀具与 工件之间主要的相对运动, 它使刀具切削刃及其邻近的 刀具表面切入工件材料，使 被切削层转变为切屑, 从而 形成工件的新表面。在切削 运动中，主运动速度最高、 耗功最大，是切下切屑所必 须的基本运动。
金属切削刀具的基本知识
金属切削加工的目的： 使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表
面质量达到设计与使用要求。 金属切削加工要切除工件上多余的金属，形成已加
工表面，必须具备两个基本条件：切削运动(造型运动)和 刀具(几何形态)。造型运动的复杂程度将影响机床的结构。 刀具的复杂程度将影响刀具刃磨制造的难易程度，同时 也会促进刀具材料、刀具制造工艺的发展。
垂直于正在加工的 表面（过渡表面）度量 的切削层参数。
hD＝fsinKr
图2－3 车削时的切削层尺寸
③切削层公称横截面积AD
在切削层参数平 面内度量的横截 面积。
AD＝hDbD=apf
上述公式中可看出 hD、bD均与主偏角有 关，但切削层公称横截面积AD只与hD、bD 或f、ap有关。
二、刀具角度
பைடு நூலகம்
（3）正交平面中测量的刀具角度
1)前角γO 前面与基面之间的夹角。
2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。 3)楔角βo 前面与后面之间的夹角，它是个派生角。 它与前角、后角有如下的关系：βo＝90°－(γO＋αo) βo也是判断标注是否正确的验证式之一。 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。