模塊1.4刀具幾何參數(shù)合理選擇

刀具幾何參數(shù)的合理選擇教學重點：掌握刀具前角、后角、主偏角、副偏角及刃傾角的選擇方法和選擇原那么；掌握刀具角度對加工質(zhì)量的影響。教學難點：各種刀具角度的選擇原那么。1整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇前角的選擇前角的大小決定切削刃的鋒利程度和強固程度。增大前角可使刀刃鋒利，使切削變形減小，切削力和切削溫度減小，可提高刀具壽命，并且，較大的前角還有利于排除切屑，使外表粗糙度減小。增大前角會使刃口楔角減小，削弱刀刃的強度，同時，散熱條件惡化，使切削區(qū)溫度升高，導致刀具壽命降低，甚至造成崩刃。所以前角不能太小，也不能太大。2整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具合理前角通常與工件材料、刀具材料、及加工要求有關(guān)。當工件材料的強度、硬度大時，為增加刃口強度，降低切削溫度，增加散熱體積，應選擇較小的前角；當材料的塑性較大時，為使變形減小，應選擇較大的前角；加工脆性材料，塑性變形很小，切屑為崩碎切屑，切削力集中在刀尖和刀刃附近，為增加刃口強度，宜選用較小的前角。通常加工鑄鐵＝50～150；加工鋼材＝100～200；加工紫銅=250～350；加工鋁＝300～400。刀具材料的強度和韌性較高時可選擇較大的前角。如高速鋼強度高，韌性好；硬質(zhì)合金脆性大，怕沖擊；而陶瓷刀應比硬質(zhì)合金刀的合理前角還要小些。粗加工時，為增加刀刃的強度，宜選用較小的前角；加工高強度鋼斷續(xù)切削時，為防止脆性材料的破損，常采用負前角；精加工時，為增加刀具的鋒利性，宜選擇較大前角；工藝系統(tǒng)剛性較差和機床功率缺乏時，為使切削力減小，減小振動、變形，應選擇較大的前角。3整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇后角的選擇刀具后角的作用是減小切削過程中刀具后刀面與工件切削外表之間的磨擦。后角增大，可減小后刀面的摩擦與磨損，刀具楔角減小，刀具變得鋒利，可切下很薄的切削層；在相同的磨損標準VB時，所磨去的金屬體積減小，使刀具壽命提高；但是后角太大，楔角減小，刃口強度減小，散熱體積減小，將使刀具壽命減小，故后角不能太大。4整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具的合理后角的選擇主要依據(jù):增大，前刀面上的磨損量加大，為使楔角增大以增加散熱體積，提高刀具壽命，后角應小些；減小，磨損主要在后刀面上，為減小后刀面的磨損和增加切刃的鋒利程度，應使后角增大。刀具合理后角取決于切削條件。一般原那么是：⑴材料較軟，塑性較大時，應取較大的后角；當工件材料的強度或硬度較高時，應選取較小的后角。⑵切削工藝系統(tǒng)剛性較差時，易出現(xiàn)振動應使后角減小。⑶對于向尺寸精度要求較高的刀具，應取較小的后角。⑷精加工時，切削厚度較小，刀具磨損主要發(fā)生在后面，此時宜取較大的后角。粗加工或刀具承受沖擊載荷時，為使刃口強固，應取較小后角。⑸刀具的材料:一般高速鋼刀具可比同類型的硬質(zhì)合金刀具的后角大2°～3°。⑹車刀的副后角一般與主后角數(shù)值相等。而有些刀具〔如切斷刀〕由于結(jié)構(gòu)的限制，只能取得很小。5整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇主偏角的選擇主偏角的大小影響著切削力、切削熱和刀具壽命。當切削面積Ac不變時，主偏角減小，使切削寬度aw增大，切削厚度ac減小，會使單位長度上切削刃的負荷減小。使刀具壽命增加；主偏角減小，刀尖角增大，使刀尖強度增加，散熱體積增大，使刀具壽命提高；主偏角減小，可減少因切入沖擊而造成的刀尖損壞；減小主偏角可使工件外表殘留面積高度減小，使已加工外表粗糙度減小。但是，減小主偏角，將使徑向分力Fp增大，引起振動及增加工件撓度，這會使刀具壽命下降，已加工外表粗糙度增大及降低加工精度。主偏角還影響斷屑效果和排屑方向。增大主偏角，使切屑窄而厚，易折斷。對鉆頭而言，增大主偏角，有利于切屑沿軸向順利排出。6整理ppt1.4刀具幾何參數(shù)的合理選擇主偏角選擇原那么是：(1)粗加工，半精加工和工藝系統(tǒng)剛性較差時，為減小振動提高刀具壽命，選擇較大的主偏角。(2)加工很硬的材料時，為提高刀具壽命，選擇較小的主偏角。(3)據(jù)工件已加工外表形狀選擇主偏角。如加工階梯軸時，選＝90°；需45°倒角時，選＝45°。(4)有時考慮一刀多用，常選通用性較好的車刀，如＝45°或＝90°等。7整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇副偏角的選擇副偏角的作用是減小副切削刃和副后刀面與工件已加工外表間的磨擦。車刀副切削刃是形成已加工外表，副偏角對刀具耐用度和已加工外表粗糙度都有影響。副偏角減小，會使殘留面積高度減小，已加工外表粗糙度減小；同時，副偏角減小，使副后刀面與已加工外表間磨擦增加，徑向力增加，易出現(xiàn)振動。但是，副偏角太大，使刀尖強度下降，散熱體積減小，刀具壽命減小。一般選取：精加工＝5°～10°；粗加工＝10°～15°。有些刀具因受強度及結(jié)構(gòu)限制〔如切斷車刀〕，取＝1°～2°。8整理ppt1.4刀具幾何參數(shù)的合理選擇刃傾角的選擇刃傾角λs的作用是控制切屑流出的方向、影響刀頭強度和切削刃的鋒利程度。λs＞0°時，切屑流向待加工外表；λs＝0°時，切屑沿主剖面方向流出；λs＜0°時，切屑流向已加工外表。粗加工時宜選負刃傾角，以增加刀具的強度；在斷續(xù)切削時，負刃傾角有保護刀尖的作用，因此，當λs＝0°時，切削刃全長與工件同時接觸，因而沖擊較大；當λs＞0°時，刀尖首先接觸工件，易崩刀尖；當λs＜0°時，離刀尖較遠處的切削刃先接觸工件，保護刀尖。當工件剛性較差時，不易采用負刃傾角，因為負刃傾角將使徑向切削力FP增大。精加工時宜選用正刃傾角，可防止切屑流向已加工外表，保證已加工外表不被切屑碰傷。大刃傾角刀具可使排屑平面的實際前角增大，刃口圓弧半徑減小，使刀刃鋒利，能切下極薄的切削層〔微量切削〕。9整理ppt刀具幾何參數(shù)的合理選擇圖1-22刃傾角對排屑方向的影響一般加工鋼材和鑄鐵時，粗車?。?°～－5°，精車?。?°～5°，有沖擊負荷時