车刀辅助平面和角度加工技巧

车刀上有前刀面和后刀面，它们是可见的面，还有两个不可见的面，即切削平面和基面。这两个平面也称为辅助平面，用于判别和确定车刀各表面上的角度。

1.车刀辅助平面

（1）基面 基面是过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线。例如，要测量车刀上某一点处的前角时，就在这一点上作一个平面，和这点的定位平面相平行，这个平面就是基面，图1-53a中的FGHI平面即为A点的基面。

（2）切削平面 切削平面是通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。例如，要测量车刀上某一点处的后角时，就在这一点上作一个平面，这个平面与这点的基面相垂直，如图1-53b所示，这个平面就是这一点的切削平面。图1-53a中的BCDE面为A点的切削平面。

图1-53 确定车刀角度的基面和切削平面

a）A点的基面 b）基面和切削平面

（3）截面 有了基面和切削平面，车刀各表面的位置就可以基本确定了，但为了知道车刀角度的数值，还必须规定出主截面和副截面。主截面是在基面上垂直于主切削刃的投影平面，如图1-54a所示；而在基面上垂直于副切削刃的投影平面为副截面，例如，图1-54b中的N—N截面为主截面，N₁—N₁截面为副截面。

图1-54 确定车刀角度用的截面

a）车刀上的主截面 b）主截面和副截面

虽然这几个辅助平面在车刀上是不可见的，但掌握它们对掌握车刀的角度是很重要的。

2.切削刃和角度

车刀切削部分的几何角度有前角γ_o、后角α_o、正交楔角β_o、切削角δ、主偏角κ_r、副偏角κ_r′、刀尖角ε_r和刃倾角λ_s。从副截面N₁—N₁（图1-54b）上看，还有副前角γ_o1和副后角α_o1，如图1-55所示。

图1-55 车刀切削部分的角度

各种车刀的众多切削角度，可按照其在切削加工过程中的功用和特点进行科学的分类，只要抓住主切削刃这个重点，再以主切削刃为单位地展开，就可将基本的切削角度归纳为四个，即前角γ_o、后角α_o、主偏角κ_r和刃倾角λ_s。每一条切削刃上，只要分析这四个角度就足够了，有多少条切削刃就有多少个“四角”，它基本上适用于各种复杂刀具。

（1）前角和后角 切削刀具的种类虽然很多，有些刀具甚至相当复杂，但它们都有共同点，即都有切削刃和刃口；切削部分都以切削刃为要领，包含着与切削刃毗连的两个刃面（前刀面和后刀面）。切削过程中，切削刃切入被切削层，坯件沿着刃口运动的轨迹被切开，切屑沿前刀面流出，过渡表面在后刀面下形成，即前刀面的主要任务是切除，后刀面的主要任务是成形。单刃刀具的“一刃四角”问题，对刀具切削角度的分析具有普遍意义。

以车刀切削刃为要领的尖劈，只要两个角度，即前角γ_o和后角α_o（图1-56），就可以决定了。前角γ_o是在主切削刃截面内，前刀面与基面之间的夹角；后角α_o是在主切削刃截面内，后刀面与切削平面之间的夹角。前角决定了前刀面，后角决定了后刀面，这两个面和两个角，表示出了一个楔形的尖劈刃口。刃口的楔角β_o和切削角δ都可以通过γ_o和α_o直接算出：楔角β_o是车刀前刀面有后刀面之间的夹角，β_o=90°-（γ_o+α_o）；切削角δ是车刀前刀面与切削平面之间的夹角，δ=90°-γ_o。

知道了前角γ_o和后角α_o，也就知道了β_o和δ，工人磨刀时都是只磨前角和后角，而不是磨楔角和切削角，因为只要磨出前角和后角，自然就有了β_o角和δ角，所以前角γ_o和后角α_o是车刀的基本角度。(https://www.xing528.com)

（2）主偏角κ_r和副偏角κ_r′ 车刀主切削刃和进给方向之间的角度称为主偏角κ_r，如图1-57所示。当背吃刀量和进给量一定时，主偏角的大小能使切削力起变化。有经验的操作者在加工细长轴工件时，总喜欢用大的主偏角车刀来加工，其原因是用小主偏角车刀加工细长轴会增大切削阻力，使顶弯工件的力增大，这样容易引起振动，使加工困难。

图1-56 车削外圆时车刀的前角和后角

a）车刀工作时的前角和后角 b）车刀和辅助平面间的关系

图1-57 基面上可以测量的车刀角度

a）车削中的车刀角度 b）车刀角度图

车刀副切削刃和进给方向之间的夹角称为副偏角κ_r′。

车刀的主切削刃和副切削刃之间的夹角就是刀尖角ε_r，大的刀尖角对刀尖的强度和车刀的散热性能都是有利的。

由于κ_r+κ_r′+ε_r=180°，所以只要已知κ_r和κ_r′，就可以计算出ε_r。例如，主偏角为90°的外圆车刀和一般车刀相比，在副偏角κ′_r相同时，90°车刀的刀尖角ε_r就小，如图1-58所示，可知，90°车刀的散热面积小，刀尖强度也较弱。所以，要掌握好主偏角、副偏角和刀尖角间的依存关系。

（3）刃倾角λ_s 车刀主切削刃和基面之间的角度称为刃倾角λ_s（图1-59），它是车刀主切削刃在切削平面内偏转的一个角度。

图1-58 相同副偏角时的刀尖角的比较

a）一般外圆车刀刀尖角 b）90°车刀刀尖角

刃倾角可以是正值、负值或0°。当刀尖在主切削刃上的最低点时，刃倾角为负值，这时刀具的刚性较好；当刀尖在主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；当刀尖和切削刃同样高时，刃倾角为0°。这个角度在强力切削时是很重要的，应该加以重视。

实际加工中，常听到一些有经验的操作者说刀头低的车刀“有劲”，刀头高了车刀就“虚”。这是因为刀头低了，切削时可以承受较大的冲击力，而不致使切削刃崩缺。这里，刀头低或刀头高是指刃倾角是负值还是正值。

图1-59 车刀刃倾角

a）正值刃倾角 b）负值刃倾角 c）刃倾角为0°