车刀切削角度在加工过程中作用

车刀，作为机械加工中的关键工具，由刀柄和切削部分两大核心组件构成。刀柄，即车刀的加持部分，负责将车刀稳固地装夹在机床上。而切削部分，也就是车刀直接参与切削工作的那一部分，无疑是车刀最为核心、最为关键的部位。接下来，我们将以外圆车刀为例，深入剖析车刀切削部分的结构及其在切削过程中的作用。
外圆车刀的切削部分，涵盖了前刀面、后刀面、副后刀面，以及主切削刃、副切削刃和刀尖等关键部件，这些合称为一点二线三面，共同构成了车刀进行切削工作的核心结构。

1，前刀面
在切削过程中，前刀面与被切削层金属直接接触，其作用是引导切屑顺畅流过并确保切屑沿其表面排出。
2，后刀面
在切削过程中，后刀面与工件的待加工表面发生相互作用，形成相对位置，这一面通常被称作后刀面。
3，副后刀面
在切削过程中，除了与工件待加工表面直接相互作用的后刀面外，还存在另一面，即副后刀面。副后刀面是与后刀面相对的另一面，同样扮演着重要的角色。
4，主切削刃
主切削刃，亦被称作主刀刃，位于前刀面与后刀面的交汇之处，主要负责执行主要的切削任务。
5，副切削刃
副切削刃，作为前刀面与副后刀面的交界线，协同主切削刃进行切削作业，主要负责单刃的小量切削任务。
6，刀尖
刀尖，作为主切削刃与副切削刃交汇的尖角，是车刀上非常重要的结构。在切削过程中，刀尖起到了关键的作用。

车刀的几何参数

为了精确地描述刀具切削部分的几何特征，我们需要在特定的参考系中，通过一组特定的几何参数来明确地表达刀具表面和切削刃在三维空间中的位置。在确定车刀的几何角度时，我们通常需要借助以下三个假想的辅助平面作为基准。

1，基面（Pr）
基面Pr是垂直于切削刃选定点A的切削速度方向的平面，它经过该点。
2，切削平面
切削平面Ps是经过切削刃选定点A，并与切削刃相切同时垂直于基面的一个平面。显然，这个切削平面与基面之间始终保持着垂直的关系。在车削加工中，基面通常被设定为与工件轴线重合。
3，正交平面
正交平面Po，顾名思义，是一个经过切削刃选定点A，同时垂直于基面和切削平面的平面。在车削加工中，这个正交平面起到了至关重要的作用。

（2）几何角度的命名及其重要性
车刀的几何角度涉及两种：一是设计、刃磨和测量刀具时所采用的标注角度，通常称为静止角度；另一种则是刀具在实际切削过程中所显示的工作角度。在日常语境中，我们通常指的是标注角度。接下来，我们将探讨车刀的六个基本几何角度。

在正交平面内进行测量时，我们会关注到前角γ这一关键角度。
在正交平面内进行测量时，我们除了关注前角γ这一关键角度外，还会涉及到其他几个重要的角度。其中，后角αo和副后角αo'是在基面内进行测量的，而主偏角Kr、副偏角Kr'则是在切削平面内进行测量的。此外，刃倾角λs也是一个在切削平面内测量的重要角度。
1，前角

前角，即前刀面与基面之间的夹角，是切削过程中一个至关重要的角度。它不仅影响刃口的锋利程度和强度，还对切削变形和切削力产生直接影响。适当增大前角可以使得切削刃口更为锋利，减少前刀面与切削层之间的挤压和摩擦，从而降低切削变形和切削热，使切削过程更为省力，同时促进切屑的顺畅排出。然而，需要注意的是，增大前角也会在一定程度上降低刀具的耐用度。
2，后角

后角，即主后刀面与切削平面之间的夹角，同样在切削过程中扮演着重要角色。它旨在减少车刀主后刀面与工件之间的摩擦，并与前角协同作用，以调整切削刃的锋利与坚固程度。然而，后角的设定需谨慎，过大或过小都会对刀具的耐用度产生不利影响。
3，副后角

副后角，即副后刀面与切削平面之间的夹角，其核心作用在于降低车刀副后刀面与工件间的摩擦。这一设计对于提升刀具的使用性能至关重要。
4，主偏角

主偏角，即主切削刃在基面上的投影与进给方向所夹的角，它对主切削刃和刀头的受力以及散热情况有着显著影响。当主偏角减小，刀尖部分的强度会得到增强，同时散热条件也会得到改善；相反，如果增大主偏角，刀尖的强度则会降低，散热条件也会变差。此外，通过调整主偏角的大小，可以有效地改变切削合力的方向，以及径向力Fy和轴向力Fx的大小。

减小主偏角会导致车刀的径向力Fy显著增大，这可能引发加工过程中工件的变形和振动问题。在加工细长轴时，由于这类工件的刚度相对较差，为了避免弯曲变形和振动，通常会选择较大的主偏角范围，即75°至93°。另外，主偏角还会直接影响断屑效果。具体来说，当主偏角减小，切削厚度会相应减小，而切削宽度则会增加，这往往导致切屑难以折断。相反，增加主偏角会使切削厚度增大，切削宽度减小，从而更利于切屑的折断。这一系列影响可以用图表清晰地展示出来。

增大主偏角会使得切削厚度相应增加，而切削宽度则会有所减小。相反，当主偏角减小的时候，切削刃单位长度上的负荷会有所减轻。同时，由于主切削刃的工作长度增加，刀尖角也会相应增大，这进一步导致切削厚度减小而切削宽度增加。这一系列变化可以通过图表进行直观的展示。
5，副偏角

副偏角，即副切削刃在基面上的投影与进给反方向所夹的角，其核心作用在于减少副切削刃与已加工表面间的摩擦。这种摩擦的减小对表面粗糙度有着显著的影响。在进给量保持一致的前提下，副偏角越大，表面粗糙度值也会相应增大；而副偏角越小，则表面粗糙度值趋于减小。

6，刃倾角

刃倾角，即主切削刃与基面之间的夹角，对于控制切屑的排出方向至关重要。它可分为0°、正值和负值三种情况。
a，当刃倾角为0°时，切削过程中切屑会垂直于主切削刃的方向排出。
b，若刀尖为主切削刃的最高点，则刃倾角为正值。在此情况下，切屑会排向工件的待加工表面，从而避免了对已加工表面的擦伤。切削刃的锋利程度得到保持，切削过程平稳，进而提高了加工表面的质量。但需要注意的是，这种正值的刃倾角可能会降低刀尖的强度，使其在受到冲击时容易受损。
c，若刃倾角为负值，切削时远离刀尖的切削刃会先与工件接触，这在一定程度上保护了刀尖免受冲击，增强了刀尖的强度。同时，这也改善了刀尖处的散热条件，有助于延长刀具的使用寿命。然而，切屑可能会排向已加工表面，存在擦伤已加工表面的风险。