刀具角度的變化與工件材料的關(guān)系

1、刀具角度的變化與工件材料的關(guān)系1、加工灰鑄鐵材料時(shí)刀具角度的選擇加工灰鑄鐵材料時(shí)，有利于切削加工的條件是：硬度低（一般為HB=170? 241范圍內(nèi)）、抗拉強(qiáng)度低、塑性小，因此切屑變形和切削抗力小。不利于切削加工的條件是：鑄件表面有帶型砂的硬皮和氧化層，局部的白口鐵，鑄 造過 程中砂眼氣孔縮松等缺陷， 這些對(duì)刀具的耐用度是很有害的。 根據(jù)鑄件表面的缺陷， 必須 增加刀具切削部分的強(qiáng)度，前角應(yīng)選得小些（前角選擇范圍1 0。？ 0。之間）。又因?yàn)榛诣T鐵切削時(shí)呈碎狀切屑，切削抗力全集中在切削刃上，刀尖區(qū)域內(nèi)散熱性差，為了增加散熱面積，應(yīng)選擇較小的主偏角（選擇范圍75。？ 45。之間）。在不影響刀具強(qiáng)

2、度條件下，應(yīng)適當(dāng)加大后角（選擇范圍 6° ? 12°之間），以減少后面的磨損。2、加工不銹鋼（1Cr18Ni9Ti ）材料時(shí)刀具角度的選擇 由于不銹鋼材料又粘又硬，切削時(shí)不利因素較多，困難較大。根據(jù)不銹鋼又粘又硬的特點(diǎn)：首先選擇合理的刀具材料：YG8 YW1 YW2由于不銹鋼材料的塑性大，因此切屑變 形大，切削力也大，為了便于加工， 應(yīng)選擇較大的前角（選擇范圍 1 5。? 30。之間）。為了增加刀具強(qiáng)度，加前角負(fù)倒棱。為了減少切削刀具后面與工件間的摩擦，又不影響刀具強(qiáng)度，后角應(yīng)選在8° ? 1 0°范圍內(nèi)。不銹鋼冷硬性強(qiáng)， 塑性變形大，故應(yīng)選擇較大的主偏

3、角（選擇范圍90° ?75°之間），可根據(jù)加工余量選擇，加工余量大時(shí)，主偏角小些，加工余量小時(shí)，主偏角大些。1 / 10不銹鋼材料粘結(jié)磨損比較嚴(yán)重，應(yīng)增加刀頭部分的表面光潔度。選用合適的潤滑冷卻液，防止刀瘤的產(chǎn)生，減少刀具磨損，延長使用壽命。先進(jìn)刀具舉例一一不銹鋼(1Cr18Ni9Ti )外圓粗車刀刀具特點(diǎn)(1)由卷屑槽形成的前角r=20 ° ?25° ,因前角較大，功率消耗較少。(2)刀刃帶有2° ?3°、寬為0.2? 0.3的棱邊，增強(qiáng)了刀刃，適于大余量加工。(3) 刀刃低于刀面0.15 ? 0.25。使切屑向前卷曲時(shí)碰在主后面上

4、，自動(dòng)斷屑。(4) 由于卷屑槽較大，故不太耐沖擊，所以僅適于加工余量較均勻的不銹鋼。(5) 加工表面光潔度可達(dá) 4。使用條件(1) 適用于C620或C630車床。(2) 切削用量：切削速度 v =50? 100米/分，切削深度t =2? 10毫米， 走刀量s =0.2? 0.3毫米。(3) 加工直徑50?120毫米。注意事項(xiàng)(1) 卷屑槽寬度3? 5毫米，隨切削深度的大小選定，隨 t增大而增大。(2) 入=0° ?8°加工零件余量不勻時(shí)，入宜采用大值，余量均勻時(shí)選用小值。(3) 只有刀刃比刀前面低時(shí)，方能斷屑。(4) 由于不銹鋼切削力較大，故刀具不能離刀架太長，否則會(huì)發(fā)顫。

5、(5) 為增加刀具壽命，減少粘刀現(xiàn)象，最好刃磨后進(jìn)行研磨。3、加工鑄造黃銅材料時(shí)刀具角度的選擇黃銅材料加工特點(diǎn)是：強(qiáng)度硬度低，塑性小，切削抗力很小，看來這是有利于加工的條件，但是如果思想上疏忽，也會(huì)引出壞的結(jié)果。由于黃銅材料強(qiáng)度低、硬度低、塑 性 小，材料表面硬而光滑加上內(nèi)部組織粗松，在切削過程中，當(dāng)選用較大的前角，切削 刃鋒利時(shí)，容易產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象。因此，刀具前角應(yīng)選得小些(選擇范圍10° ?3°之間)。黃銅材料的導(dǎo)熱性較好，熱量大部分由切屑和工件傳遞出去，所以刀具主偏角可選擇大些(選擇范圍60° ? 90°之間。4、加工鋁合金材料時(shí)刀具角度的選擇加

6、工鋁合金材料時(shí)，有利的條件比較多：它的強(qiáng)度硬度低，因此切削力很少，又因其塑性小，延伸率低。因此可以選擇較大的前角(選擇范圍20° ?30° )。與熱性2 / 10能好，可降低切削溫度。主偏角可選擇較大些（選擇范圍60° ? 90°） o雖然加工鋁合金材料有利條件較多，但決不能忽略它的不利條件。下面就來分析鋁合金加工的不利條件及刀具角度的變化：（1）在切削刃處有局部高壓高溫區(qū)域又加上鋁合金熔點(diǎn)低（659C），因此容易產(chǎn)生刀瘤，使光潔度降低。為了防止刀瘤產(chǎn)生應(yīng)加大刀具的前角。刀具前面、后面的表 面光 潔度亦應(yīng)高些（一般在A 8以上）。在加工時(shí)，加合適的潤滑冷

7、卻液（如肥皂水和柴油）。（2）鋁合金中含有硅（Si）,而硅的化合物是硬度很高的質(zhì)點(diǎn)，會(huì)加劇刀具的磨損，為 了 減少磨損，應(yīng)選擇較大的后角（選擇范圍8° ?12。之間）。5、加工淬火鋼材料時(shí)刀具角度的選擇加工淬火鋼最突出的特點(diǎn)是：硬度高，脆性較大。根據(jù)淬火鋼材料的加工特點(diǎn)，如何選擇合理刀具角度進(jìn)行加工呢？由于淬火鋼硬度很高，切削抗力很大，切削熱也大，刀具磨損和崩壞現(xiàn)象比較多。為 了改變這種不利狀況，應(yīng)增加刀 具的強(qiáng)度。采取下列方法：（1）應(yīng)選擇適合于加工淬火鋼的刀具材料：YT30、YW1、YW2。（2）應(yīng)選用負(fù)前角 （選擇范圍-5° ?-12° ）或正值刃傾角（5&

8、#176; ?10° ）。為了增加 刀具散熱面積，應(yīng)減小刀具主偏角（選擇范圍60° ? 20° ）。先進(jìn)刀具舉例一一淬火鋼車刀3 / 10刀具特點(diǎn)(1)刀片材料為YT30硬質(zhì)合金2)主、副切削刃均采用負(fù)前角，主、副前面相交處為一個(gè)凸峰，形成較大的刃傾角，刀尖強(qiáng)度比一般刀具大得多。(3) 刀尖圓弧半徑(R=1? 2毫米)比一般刀具大，刀尖散熱性好，耐磨，提高了刀 具壽 命。使用條件(1) 粗車外圓：v30米/分，s =0.1 ? 0.2 毫米/轉(zhuǎn)，t =0.7 ? 1 毫米。(2) 粗車內(nèi)孔：v? 25米/分，s =0.1 ? 0.2 毫米/轉(zhuǎn)，t =0.5 ? 0

9、.8 毫米。(3) 精車外圓：v? 27米/分，s =0.08 ? 0.1 毫米/轉(zhuǎn)，t =0.03 ? 0.5 毫米。(4) 精車內(nèi)孔：v? 22米/分，s =0.08 ? 0.1 毫米/轉(zhuǎn)，t =0.03 ? 0.5 毫米。4 / 10應(yīng)用范圍適用于在普通車床上加工硬度 HRC62I勺淬火鋼工件。使用效果外圓加工表面光潔度可達(dá) 7?V 8,內(nèi)孔加工表面光潔度可達(dá) 6? V 7。注意事項(xiàng)(1) 要求工件淬火后各處硬度均勻,否則工件表面凹凸不平。(2) 加工時(shí)可能產(chǎn)生尖叫聲，尤其在加工內(nèi)孔時(shí)可能出現(xiàn)這種情況。建議用鋼板尺壓住刀桿，以減小或消失噪音。二 刀具角度勺變化與加工情況勺關(guān)系 通過以上分

10、析,可以看出根據(jù)工件 材料，合理選擇刀具角度是很重要勺。但是，在加工過程中，加工情況是千變?nèi)f化勺，如：粗加 工、精加工、加工細(xì)長零件、 孔勺精加工 (包 括薄壁孔和深孔)等等,這些也都會(huì)影響刀具角 度勺變化。下面分別就幾種加工情況，來研究刀具角度變化勺規(guī)律。1、工件粗加工時(shí)刀具角度勺選擇 工件粗加工時(shí),毛坯加工余量大,表面粗糙,有氧化層,當(dāng)工件 幾何圖形不規(guī)則時(shí),斷續(xù)切削，沖擊性很大，因此，切削力大，切屑變形也大，使刀尖區(qū)域內(nèi)溫度很高而且變 化大，使刀 具加劇磨損，壽命降低。為了適應(yīng)粗加工特點(diǎn)：(3) 選擇適合于粗加工勺刀具材料：YG8、YT5、。(2)增加刀具切削部分勺強(qiáng)度，可采用以下兩種方

11、法之一。 加大前角加負(fù)倒棱，取正值刃傾角(選擇范圍：前角 15° ? 25°之間加負(fù)倒棱，刃傾角是 3° ? 8° 之間)。 減小前角和后角(選擇范圍：前角 10。？ 0。之間后角8。？ 6。)。粗加工先進(jìn)刀具舉 例一一大型75°綜合車刀刀具特點(diǎn)(1)刀片材料為YT5硬質(zhì)合金，刀桿為45號(hào)鋼。(2)采用75 0主偏角軸類加工時(shí)可減小徑向力，避免振動(dòng)；并且加寬主切削刃，從 而減 小切削刃單位長度上勺負(fù)荷，刀尖角大，散熱快，可提高刀具勺使用壽命。(3)前角為15° ? 18° ,可減小負(fù)荷。(4)采用正刃傾角，彌補(bǔ)了法向前角大而

12、引起刀刃強(qiáng)度差勺缺陷。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，前角增 加20后，將刃傾角同時(shí)增加3° ,刀刃強(qiáng)度不會(huì)降低。刃傾角勺大小視工件表面 情 況而定，一般為5° ?10°。5)采用直線型過渡刀刃 (一般在4毫米以下)，并在過渡刀刃與主切削刃、修光刀刃5 / 10連接外研磨成小圓角、延長刀具壽命45 0過渡刀刃與圓弧刀刃比較，平均主偏角大，切削變形均勻，徑向力與動(dòng)力消耗都較少，刀具壽命提高。6）修光刀刃f = s + （0.3 ? 0.5）毫米，保證了工件光潔度，使振動(dòng)減少至最低限度。7）斷屑槽較淺， 刀片磨損小， 強(qiáng)度高；斷屑槽采用65°斜角，使斷屑規(guī)則而有方向； 弧面為R3

13、0? 40,向刀架與尾座45°夾角的方向排屑。8）刃口倒棱隨走刀量增加而適當(dāng)增加，一般以不大于 0.5s為宜。9）后角較小，刀頭強(qiáng)度較高。使用條件加工大型中碳鋼鑄件及鍛件時(shí)：（1 ） 機(jī)床功率N = 40千瓦以上：v =70 米/分，s =1.25? 1.5 毫米/轉(zhuǎn)，t =33 毫米2）機(jī)床功率N = 25千瓦：v =50米/分，s =3.15毫米/轉(zhuǎn)，t =11毫米。6 / 10應(yīng)用范圍適合于強(qiáng)力切削或大走刀切削加工大型中碳鋼鑄件及鍛件。使用效果提高切削效率5倍以上。注意事項(xiàng)(1)裝刀要牢靠，刀具不宜伸出過長，一般伸出長度為刀桿高度的1.5倍，但也不宜過短，否則會(huì)影響排屑。(4)

14、 對(duì)刀時(shí)刀尖應(yīng)高于工件中心，高出量以等于被加工直徑的 1/100為宜，但不得超過4毫米。(3)機(jī)床動(dòng)力要大。 如發(fā)現(xiàn)機(jī)床負(fù)荷小，則在退刀時(shí)， 應(yīng)先停止走刀， 然后再退刀，以保護(hù)刀尖。發(fā)現(xiàn)悶車現(xiàn)象，應(yīng)先關(guān)閉馬達(dá)電門，防止車頭倒回；抽刀時(shí)，應(yīng) 先旋轉(zhuǎn)后面的壓板螺釘，然后再旋轉(zhuǎn)前面的螺絲，將刀具輕輕抽出。(4)工件頂尖孔盡量大些，而且須與頂尖接觸良好。2、工件精加工時(shí)刀具角度的選擇 工件精加工的特點(diǎn)：要求得到較高的精度和光潔度，加工余 量小。不同質(zhì)的矛盾， 只有用不同質(zhì)的方法才能解決。針對(duì)精加工的不同特點(diǎn)，刀具材料和刀 具角度應(yīng)作如下選擇：(1) 選擇適合于精加工的刀具材料：YG3、YA6、YT15

15、、YT30。(2)由于精加工余量小，因而切屑變形和切削抗力小，所以刀具磨損很小，又因選取 較小的走刀量，所以： 可選擇較大的前角和后角。增大刀尖圓弧半徑或增加修光刀刃。精加工先進(jìn)刀具舉例一一高速精車工刀具特點(diǎn)(1) 在一般90°外圓車刀上，開出傾斜45°、寬4? 5毫米的斜槽， 切削輕快而且刃 磨簡單。(2)斜槽與基面夾角為12°左右；后角6° ? 8° ;副后角為雙重角度分別為 5°、8° ; 副偏角8°。(5) 刀片選用YT30。使用條件(1)機(jī)床：C620 C618 C616 C615 等車床。7 / 10(

16、2)切削用量：v =110? 120 米/ 分，s =0.08? 0.10 毫米/轉(zhuǎn)，t =0.05? 0.10 毫米。使用效果光潔度可達(dá) 6。注意事項(xiàng)刀尖高于中心1毫米或根據(jù)工件直徑增減。3、加工細(xì)長零件時(shí)刀具角度的選擇在加工細(xì)長零件(一般講，直徑 d/長度I < 1/20時(shí)，稱為細(xì)長軸)時(shí)，由于工件 細(xì)長，剛性差，要求切削徑向力越小越好，這是個(gè)主要矛盾，捉住了這個(gè)主要矛盾，一 切問題 就迎刃而解了。 刀具的前角和主偏角是影響切削徑向力的主要因素，為了減少切 削時(shí)的徑向力，應(yīng)在不影響刀具強(qiáng)度的情況下，盡量加大刀具的主偏角和前角。(選擇范圍：主偏角75° ? 90°前角10° ? 30° )先進(jìn)刀具舉例一一高速車細(xì)長桿銀白屑車刀刀具特點(diǎn)(1 )采用90°主偏角，徑向抗力小。(2)前面磨有4? 5毫米的卷屑槽，排屑卷屑好，切屑阻力和摩擦阻力均較小，散 熱性能好，主切屑呈銀白色8 / 10(3) 主切削刃上磨有0.1? 0.15毫米的倒棱，強(qiáng)度較高。在入=-3。時(shí)的倒棱面會(huì) 產(chǎn)生線狀藍(lán)色副切屑(即刀瘤屑)，位于主切屑中間，消除了刀瘤對(duì)已加工表面的粘附。(4) 主切削刃刃傾角采用入=-3。，排屑方便，切屑不會(huì)損傷已加工表面。(5) 刀片材料為YT