金屬切削刀具的種類(lèi)繁多，形狀各異，但切削部分的幾何特征都具有共性，各種刀具切削部分的基本形態(tài)都與外圓車(chē)刀的相似。所以其他刀具的幾何參數(shù)都可以使用外圓車(chē)刀的幾何參數(shù)(圖2-6-4)進(jìn)行換算。因此本文以外圓車(chē)刀作為基準(zhǔn)來(lái)定義各類(lèi)刀具的幾何參數(shù)。
1、外圓車(chē)刀切削部分的組成要素
1) 前刀面(Aγ)：切屑流過(guò)的表面。
2) 主后刀面(Aα)：與過(guò)渡表面相對(duì)的表面。
3) 副后刀面(Aα')：與已加工表面相對(duì)的表面。
4) 主切削刃(S)：前刀面與主后刀面的交線，擔(dān)負(fù)主要切削工作。
5) 副切削刃(S')：前刀面與副后刀面相交得到的刃邊。
6) 刀尖：主、副切削刃連接處的一小部分切削刃稱(chēng)為“刀尖”。
2、外圓車(chē)刀切削部分的幾何角度
為了確定車(chē)刀切削部分各表面在空間傾斜相交的狀態(tài)，即標(biāo)注車(chē)刀的角度，必須建立由三個(gè)坐標(biāo)平面組成的參考系。用于確定刀具幾何角度的參考系有兩類(lèi):一類(lèi)稱(chēng)為刀具靜止參考系，是用于定義刀具在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)刀具幾何參數(shù)的參考系，在刀具靜止參考系中定義的角度稱(chēng)刀具標(biāo)注角度(或刀具的刃磨角度)。另一類(lèi)稱(chēng)為刀具工作參考系，是規(guī)定刀具進(jìn)行切削加工時(shí)幾何參數(shù)的參考系。該參考系考慮了切削運(yùn)動(dòng)和實(shí)際安裝情況對(duì)刀具幾何參數(shù)的影響，在這個(gè)參考系中定義和測(cè)量的刀具角度稱(chēng)為工作角度。
1) 下面介紹ISO標(biāo)準(zhǔn)所推薦的正交平面參考系、法平面參考系和假定工作平面參考系。本著實(shí)用的原則，本文在外圓車(chē)刀的刀具角度定義中僅對(duì)常用的外圓車(chē)刀的標(biāo)注角度(刃磨角度)進(jìn)行詳細(xì)的描述。正交平面參考系的三個(gè)坐標(biāo)平面為基面(pr)、切削平面(ps)和正交平面(po)。
① 基面(pr)。基面就是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并平行或垂直于刀具安裝平面或定位平面的一個(gè)平面或軸線。一般說(shuō)來(lái)，其方位要垂直于假定的主運(yùn)動(dòng)方向。對(duì)車(chē)刀、刨刀而言，就是過(guò)切削刃選定點(diǎn)并與刀柄安裝面平行的平面。對(duì)鉆頭、銑刀等旋轉(zhuǎn)類(lèi)刀具來(lái)說(shuō)，即過(guò)切削刃選定點(diǎn)并通過(guò)刀具軸線的平面。
② 切削平面(ps)。切削平面就是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。當(dāng)切削刃為直線刃時(shí)，過(guò)切削刃選定的切削平面，即包含切削刃并垂直于基面的平面。對(duì)應(yīng)于主切削刃和副切削刃的切削平面分別稱(chēng)為主切削平面(ps)和副切削平面(ps')。
③ 正交平面(po)。正交平面是指通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。也可看成是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃在基面上投影的平面。
④ 法平面(pn)。法平面是指通過(guò)切削刃選定點(diǎn)垂直于主切削刃的平面。
⑤假定工作平面(pf)。假定工作平面是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)垂直于基面(pr)的平面，一般來(lái)說(shuō)其方位要平行于假定的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。
⑥ 背平面(pp)。背平面是指通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，并垂直于基面(pr)和假定工作平面(pf)的平面。
圖2-6-5所示為刀具靜止參考系中各基準(zhǔn)坐標(biāo)平面與刀具前刀面、后刀面及切削刃相互位罟關(guān)系的立體圖。
2) 刀具的標(biāo)注角度。在正交平面中測(cè)量的角度有前角、后角和楔角，在切削平面中測(cè)量的角度有刃傾角，在基面中測(cè)量的角度有主偏角、副偏角和刀尖角。不同角度的車(chē)刀如圖2-6-6所示。
①前角(γ。)。前角是前刀面(Aγ)與基面(pr)之間的夾角，其大小影響刀具的削性能。當(dāng)前刀面與切削平面夾角小于90°時(shí)，前角為正值；大于90°時(shí)，前角為負(fù)值。
②后角(α。)。后角是后刀面(Aα)與切削平面(ps)間的夾角，其作用是減小后刀面與過(guò)渡表面之間的摩擦。當(dāng)后刀面與基面夾角小于90°時(shí)，后角為正值;大于90°時(shí)，后角為負(fù)值。
③楔角(β。)。楔角是前刀面(Aγ)與后刀面(Aα)間的夾角，反映刀體強(qiáng)度和散熱能力大小。它是由前角γ。和后角α。得到的派生角度
β。= 90°- (γ。+α。)
④ 刃傾角(γs)。刃傾角是主切削與基面pr間的夾角，在B向視圖中才能表示清楚。當(dāng)?shù)都庀鄬?duì)車(chē)刀刀柄安裝面處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值;刀尖處于最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)值，如圖2-6-5B向視圖所示。當(dāng)切削刃平行于刀柄安裝面時(shí)，刃傾角為0°，這時(shí)切削刃在基面內(nèi)。
⑤ 主偏角(kr)。主偏角是主切削平面ps與假定工作平面pf間的夾角。
⑥ 副偏角(kr’)。副偏角是副切削平面ps’與假定工作平面pf間的夾角。
⑦ 刀尖角(εr)。刀尖角是主切削平面ps、與副切削平面ps’間的夾角，它是主偏角Kr和副偏角kr’計(jì)算得到的派生角度
εr = 180°-(Kr+Kr')
