金属切削的刀具种类繁多，形状各异，但从刀具切削部分的几何特征来看，却具有共性。外圆车刀的切削部分的形态可看成是各种刀具切削部分的基本形态。
17.2.1 车刀切削部分的组成
图17－5所示是常见的直头外圆车刀，它由刀柄和刀头（刀体和切削部分）组成。
切削部分由不同刀面和切削刃构成，定义如下。
（1）前刀面Aγ。刀具上切屑流经的刀面。
（2）后刀面Aα。切削过程中，刀具上与过渡表面相对的刀面。
（3）副后刀面A′α。切削过程中，刀具上与已加工表面相对的刀面。
（4）主切削刃S。刀具前刀面与后刀面的交线，它担负着主要的切削工作。至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面。
图17－5 车刀的组成部分和各部分名称
（5）副切削刃S′。刀具前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并形成已加工表面。
（6）刀尖。主、副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，它可以是一个点、直线或圆弧形状的一小部分切削刃。
17.2.2 刀具角度坐标平面参考系
要表示刀具切削部分各个面、刃的空间位置，就必须将刀具置于一空间坐标平面参考系内。该参考系包括参考坐标平面和测量坐标平面。
1.参考坐标平面
（1）基面pr。通过切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面。
（2）切削平面ps。过切削刃上选定点，包括切削刃或切于切削刃（曲线刃）且垂直于基面的平面。
2.测量坐标平面
正交平面po。通过切削刃上选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
法平面pn。通过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面。
3.坐标平面参考系
（1）正交平面参考系。由pr、ps、po组成的平面参考系，如图17－6（a）所示。
（2）法平面参考系。由pr、ps、pn组成的平面参考系，如图17－6（b）所示。
图17－6 刀具标注角度参考系
17.2.3 刀具的标注角度
刀具的标注角度是刀具设计，制造，刃磨和测量的依据。下面简要介绍在正交平面参考系中的刀具标注角度，如图17－7所示。
1.基面pr内测量的角度
主偏角κr——主切削刃在基面pr上的投影与进给方向之间的夹角。
副偏角κr′——副切削刃在基面pr上的投影与进给方向之间的夹角。
图17－7 外圆车刀正交平面参考系标注角度
2.切削平面ps内测量的角度
刃倾角λs——在主切削平面ps内测量的主切削刃S与基面pr间的夹角；有正负之分，刀尖位于切削刃的最高点时，λs为+，反之为－，如图17－8所示。
图17－8 车刀的刃倾角
3.正交平面po内测量的角度
前角γo——在正交平面po内测量的前刀面Aγ与基面pr间的夹角；有正负之分，前刀面Aγ位于基面之上时，γo为－，反之为+。
后角αo——在正交平面po内测量的后刀面Aα与切削平面ps间的夹角。
上述五个角度就确定了主切削刃及前、后刀面的方位，其中，γo、λs确定前刀面方位，κr、αo确定后刀面方位，κr、λs确定主切削刃的方位。
17.2.4 刀具几何参数的合理选择
1.刀具几何参数的内容
（1）切削刃的形状。它直接影响切削刃各点工作角度的变化，影响切削刃的受力状况。以车刀为例，有直线、折线、圆弧、波形、刀尖过渡、分段等。
（2）切削刃区剖面形式。它主要影响切削时的温度、振动等。主要有锋刃、负倒棱刃、消振棱、倒圆刃、刃带等。如图17－9所示。
图17－9 切削刃区剖面形式
（3）刀面形式。它影响切屑的变形、卷屑和断屑，对切削力、切削热及刀具的磨损都有影响。常见的刀面形式有：前刀面上的卷屑槽（如图17－10所示）、断屑槽，后刀面的双重刃磨、铲背及波形刀面等。
图17－10 卷屑槽形式
（4）刀具几何角度。即刀具的基本角度γo、αo、κr、κr′、λs等，它对保证零件的加工质量和提高生产效率是十分重要的。
2.刀具角度的选择
（1）前角γo。增大前角，切屑易流出，可使切削力降低，切削轻快，但前角过大时，会削弱刀刃强度及散热能力，使刀具的寿命降低。当加工塑性材料、工件材料硬度较低、刀头材料韧度较高或精加工时，前角值可取大些；当加工脆性材料、工件材料硬度较高、刀头材料韧度较低或粗加工时，前角值可取小些。加工各种材料的前角参考值约为铝合金25°～35°、铜合金35°、低碳钢20°～25°、不锈钢15°～25°、中等硬度钢如45钢、40Cr钢取10°～20°、高碳钢取－5°、灰铸铁取15°。
（2）后角αo。增大后角，可减少刀具后面与工件之间的摩擦，但后角过大时，刀刃强度将降低，散热条件变差，刀具容易损坏。一般，当加工塑性材料和精加工时，后角可取大些。通常，用高速钢制成的车刀，其后角约为6°～15°；用硬质合金制成的车刀在强力切削时，其后角为3°～6°、精车时为8°～12°。
（3）主偏角κr。在切削深度和进给量不变的情况下，增大主偏角，可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加工细长轴并减小振动。但是，由于主刀刃参加切削工作的长度减小，刀刃单位长度上切削力加大，散热性能下降，刀具磨损加快。通常，当加工细长轴时，主偏角选取75°～90°；强力切削时选取60°～75°；加工硬材料时，选取10°～30°。
（4）刃倾角λs。增大刃倾角有利于提高刀具承受冲击的能力。当刃倾角为正值时，切屑向待加工面方向流动；为负值时，切屑向已加工面方向流出，如图17－11所示。通常，精车时，刃倾角值取0°～4°；粗车时取－10°～－5°。
图17－11 刃倾角对排屑的影响
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