刀具角度

刀具角度切削刃区的剖面型式刀面型式刃形几何参数基本内容1.前角的功用增大前角能减小切削变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减少刀具磨损，改善加工质量，抑制积屑瘤等。但前角过大会削弱刀头强度和散热能力，容易造成崩刃。因而前角不能太小，也不能太大，应有一个合理数值。2.前角的选择原则（1）主要根据工件材料的性质选择（2）兼顾根据刀具材料的性质和加工性质表5-1是硬质合金车刀合理前角的参考值。一、刀具角度1．前角及前刀面的选择3.前刀面型式（图5-3前刀面型式）（1）正前角平面型如图5-3a所示，正前角平面型式的特点为：制造简单能获得较锋利的刃口，但强度低，传热能力差。一般用于精加工刀具、成形刀具、铣刀和加工脆性材料的刀具。（2）正前角平面带倒棱型如图5-3b所示，倒棱是在主切削刃刃口处磨出一条很窄的棱边形成的。倒棱可以提高刀刃强度、增强散热能力，从而提高刀具耐用度。此时，切屑仍沿前刀面而不沿倒棱流出。倒棱型式一般用于粗切铸锻件或断续表面的加工。(3)正前角曲面带倒棱型如图5-3c所示，这种型式是在正前角平面带倒棱的基础上，为了卷屑和增大前角，在前刀面上磨出一定的曲面而形成的，常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。(4)负前角单面型当磨损主要发生在后刀面时，可制成如图5-3d所示的负前角单面型。此时刀片承受压应力，具有好的刀刃强度。因此，常用于切削高硬度（强度）材料和淬火钢材料。但负前角会增大切削力(5)负前角双面型如图5-3e所示，当磨损同时发生在前、后两个刀面时制成负前角双面型，可使刀片的重磨次数增多。此时负前角的棱面应有足够的宽度，以保证切屑沿该棱面流出。3.前刀面型式（图5-3前刀面型式）1.后角的功用增大后角能减小后刀面与工件上加工表面间的摩擦，减少刀具磨损，还可以减小切削刃钝圆半径，使刀刃锋利，可减小工件表面粗糙度值。但后角过大会减小刀刃强度和散热能力。2.后角的选择原则后角主要根据切削厚度选择。表5-2是硬质合金车刀合理后角的参考值。3.副后角的选择副后角通常等于后角的数值。4.后刀面的型式（图5-4后刀面型式）(1)双重后角如图5-4a所示，为了保证刃口强度，减小刃磨后刀面的工作量，常在车刀后刀面上磨出双重后角。(2)消振棱如图5-4b所示，为了增加后刀面与工件加工表面之间的接触面积，增加阻尼作用消除振动，可在后刀面上刃磨出一条有负后角的棱面，称为消振棱。(3)刃带如图5-4a所示，对一些定尺寸刀具，如拉刀、铰刀等，为便于控制外径尺寸，避免重磨后尺寸精度迅速变化，常在后刀面上刃磨出后角为零度的小棱边，称为刃带。刀具上的刃带起着使刀具稳定、导向和消振的作用。2．后角、副后角及后刀面的选择1.主、副偏角的功用主偏角κr影响切削分力的大小，增大κr，会使Ff力增加，Fp力减小；主偏角影响加工表面粗糙度值的大小，增大主偏角，加工表面粗糙度值增大；主偏角影响刀具耐用度，增大主偏角，刀具耐用度下降；主偏角也影响工件表面形状，车削阶梯轴时，选用κr=90o，车削细长轴时，选用κr=75o～90o；为增加通用性，车外圆、端面和倒角时，可选用κr=45o。减小副偏角κr。，会增加副切削刃与己加工表面的接触长度，能减小表面粗糙度数值，并能提高刀具耐用度。但过小的副偏角会引起振动。2.主、副偏角的选择主偏角的选择原则是，在工艺系统刚度允许的情况下，选择较小的主偏角这样有利于提高刀具耐用度。在生产中，主要按工艺系统刚性选取,见表5-3。副偏角κr，主要是根据加工性质选取，一般情况下选取κr´=10°～15°精加工时取小值。特殊情况，如切断刀，为了保证刀头强度，可选κr´=1o～2o。3．主、副偏角的选择1.刃倾角的功用(1)控制切屑的流向如图5-5所示(2)控制切削刃切入时首先与工件接触的位置如图5-6所示，(3)控制切削刃在切入与切出时的平稳性如图5-6所示，断续时，当刃倾角为零，切削刃与工件同时接触，同时切离，会引起振动；若刃倾角不等于零则切削刃上各点逐渐切入工件和逐渐切离工件，故切削过程平稳。(4)控制背向力与进给力的比值2.刃倾角的选择选择刃倾角时，应按照刀具的具体工作条件进行具体分析，一般情况可按加工性质选取。精车λs=0o～5o；粗车λs=0o～-5o；断续车削λs＝-30o～-45o；大刃倾角精刨刀λs＝75o～80o。3．刃倾角的选择(1)控制切屑的流向如图5-5所示，当λS=0o时，切屑垂直于切削刃流出；λS为负值时，切屑流向已加工表面；λS为正值时，切屑流向待加工表面。(3)控制切削刃在切入与切出时的平稳性如图5-6所示，断续切削时，当刃倾角为零，切削刃与工件同时接触，同时切离，会引起振动；若刃倾角不等于零则切削刃上各点逐渐切入工件和逐渐切离工件，故切削过程平稳。1.直线过渡刃如图5-7a所示，过渡刃的偏角κrε≈κr/2、长度bε≈（1/4～1/5）ap，这种过渡刃多用于粗加工或强力切削的车刀上。2.圆弧过渡刃如图5-7b所示，过渡刃也可磨成圆弧形。它的参数就是刀尖圆弧半径rε。刀尖圆弧半径增大时，使刀尖处的平均主偏角减小，可以减小表面粗糙度数值，且能提高刀具耐用度。但会增大背向力和容易产生振动，所以刀尖圆弧半径不能过大。通常高速钢车刀rε=0.5～5mm，硬质合金车刀rε=0.5～2mm。3.水平修光刃如图5-7c所示，修光刃是在副切削刃靠近刀尖处磨出一小段κr‘=0o的平行刀刃。其长度bε‘≈（1.2～1.5）f，即bε‘应略大于进给量f。但bε‘过大易引起振动。4.大圆弧刃如图5-7d所示，大圆弧刃是把过渡刃磨成非常大的圆弧形，它的作用相当于水平修光刃。5．刀尖型式的选择（过渡刃的选择）直线过渡刃如图5-7所示，过渡刃的偏角κrε≈κr/2、长度bε≈（1/4～1/5）ap，这种过渡刃多用于粗加工或强力切削的车刀上。