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刀具角度

切削过程中实际的切削角度

刀具角度（cutting-tool angle），是指切削过程中实际的切削角度，为平面Ps、基面Pr和主剖面P0为参考平面与刀具夹角，主要有前角、后角、副后角、刃倾角、主偏角、副偏角。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。

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A与下角标组成的符号标记，切削刃用字母S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。
⑴前面（前刀面）Ar：刀具上切屑流出的表面；
⑵后面（后刀面）Aα：刀具上与工件过渡表面相对的刀面；
⑶副后面（副后刀面）Aα′：刀具上与工件新形成的表面相对的刀面；
⑷主切削刃S：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务；
⑸副切削刃S′：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务；
⑹刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。
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。
使用角度
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。
⑴基面Pr：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；
⑵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；
⑶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；
⑷法平面Pn：过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面；
⑸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；
⑹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。
⑴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。
⑵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。
⑶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。
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。刀具标注角度主要有四种类型，即前角、后角、偏角和倾角。
1．正交平面参考系中的刀具标注角度
在基面Pr上刀具标注角度有：
主偏角κr──主切削平面Ps与假定工作平面Pf间的夹角；
副偏角κr′──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：
刃倾角λs──主切削刃S与基面Pr间的夹角。刃倾角λs有正负之分，当刀尖处于切削刃最高点时为正，反之为负。
在正交平面Po上刀具标注角度有：
前角γO──前面Ar与基面Pr间的夹角。前角γO有正负之分，当前面Ar与切削平面Ps间的夹角小于90时，取正号；大于90时，则取负号；
后角αO──后面Aα与切削平面Ps间的夹角。
以上五个角度κr、κr′、λs、γO、αO为车刀的基本标注角度。在此，κr、λs确定了主切削刃S的空间位置，κr′、λs′确定了副切削刃S′的空间位置；γO、αO则确定了前面Ar和后面Aα的空间位置，γO′、αO′则确定了副前面Ar′和副后面Aα′的空间位置。
此外，还有以下派生角度：
刀尖角εr──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，εr=180－（κr+κr′）；
余偏角ψr──在基面Pr内测量的主切削平面Ps与背平面PP间的夹角，ψr=90－κr；
楔角βO──在正平面Po内测量的前面Ar与后面Aα间的夹角，βO=90－（γO+αO）。
副前角——在前面与基面投影在切削平面的夹角
2．其它参考系刀具标注角度
在假定工作平面Pf和背平面Pp中测量的刀具角度有：侧前角γf、侧后角αf、背前角γp和背后角αp。
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
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