車刀幾何角度的選擇 microsoft word 文檔

1、摘要：合理選擇車刀幾何角度，有利于改善加工條件，提高被加工工件質(zhì)量，延長刀具與設(shè)備的使用壽命，本文從車刀幾何角度對切削力、切削熱和刀具耐用度影響等角度，分析車刀幾何角度選擇的一般原則。關(guān)鍵詞：幾何角度；切削力；切削熱；車刀幾何角度是指車刀切削部分各幾何要素之間，或它們與參考平面之間構(gòu)成的兩面角或線、面之間的夾角。它們分別決定著車刀的切削刃和各刀面的空間位置。根據(jù)“一面二角”理論可知，車刀的獨立標注角度有六個，它們分別是：確定車刀主切削刃

2、位置的主偏角Kr和刃傾角λs；確定車刀前刀面Ar與后刀面Aa的前角ro和后角ao；確定副切削刃及副后刀面Aa′的副偏角Kr′和副后角ao′。這些幾何角度對車削過程影響很大，其中尤其以主偏角Kr、前角ro、后角ao和刃傾角λs的影響更為突出，科學合理地選擇車刀的幾何角度，對車削工藝的順利實施起著決定性作用。下面就從車刀幾何角度對切削力、切削熱和刀具的耐用度的影響分析著手，本著使切削輕便、質(zhì)量穩(wěn)定，延長刀具使用壽命的宗旨，確定科學的車刀幾何

3、角度的一般性原則。一、車刀幾何角度對切削力的影響在金屬切削時，刀具切入工件，將多余材料從工件上切除會產(chǎn)生強烈的力的作用，這些力統(tǒng)稱為切削力。切削力主要來源于被加工材料在發(fā)生彈性和塑性變形時的抗力和刀具與切屑及工件表面之間的摩擦作用。根據(jù)切削力產(chǎn)生的作用效果的不同，可將切削力分解成三個相互垂直方向的分力。它們分別是：主切削力Fz，進給抗力Fx和切深抗力Fy，其中Fz是切削總力Fr沿主運動切向分解而得，是計算車刀強度，設(shè)計機床零件，確定機床

4、功率的主要依據(jù)；Fx也叫軸向力，它是Fr沿工件軸向的分力，是設(shè)計進給機構(gòu)，計算車刀進給功率所必需的；Fy也叫徑向力，它是Fr沿著工件徑向的分力，它不消耗機床功率，但是當機床或工藝系統(tǒng)剛度不足時，易引起振動。（一）前角ro對切削力的影響前角ro增大，剪切角Φ隨著增大，金屬塑性變形減小，變形系數(shù)ξ減小，沿前刀面的摩擦力減小，因此切削力減小。但對于脆性材料而言，前角ro的變化則不會對車削力產(chǎn)生較大的影響，這是因為脆性材料在車削時，切屑變形和加

5、工硬化都很小，變形抗力自然會隨之減小。同時，實驗還證明，前角ro的增大，對切削分力Fx、Fy的影響程度也不一樣，當主偏角Kr較大時，對Fx的影響較明顯，而當主偏角Kr較小時，則對Fy的降低幅度更大些。（二）主偏角Kr對切削力的影響主偏角Kr的改變，使得切削面積的形狀和切削分力Fxy的作用方向改變，從而使切削力也隨之變化。實驗證明，主偏角Kr增大，切削厚度也隨之增大，切削變厚，切削層的變形減小，因此主切削力也隨之減小，如圖3所示。但當Kr

6、增大到60－75后，F(xiàn)z又隨著Kr的增大而有所回升，這是因為此時刀尖圓弧所占的切削工作比例增大，使切屑變形和排屑阻力增大，又使主切削力Fz增大。根據(jù)切削力分解公式：Fy＝FxycosKr；Fx＝FxysinKr可知，主偏角Kr增大，使Fy減小，F(xiàn)x增大，這有利于減輕工件的變形和系統(tǒng)的振動。因此，在工程上我們往往采用較大主偏角的車刀切削細長軸類零件，來減小徑向分力Fy。（三）刃傾角λs對切削力的影響性不足時，會引起振動而影響加工質(zhì)量。四、

7、如何選擇科學合理的幾何參數(shù)評價車刀的幾何角度對車削工藝過程的影響，應該用辯證的觀點去分析，同時還應該綜合考慮車刀幾何角度對切削過程中的切削力、切削熱和刀具耐用度的影響，選擇科學合理的幾何參數(shù)。（一）車刀前角選擇原則前角主要影響切削過程中的變形和摩擦、刀具強度，改變散熱條件，影響刀具的耐用度。選擇前角時，應該綜合考慮材料和加工工藝的要求。一般認為，在刀具強度允許的條件下，盡量選用大前角。例如，高速鋼的強度高、韌性好，硬質(zhì)合金脆性大、怕沖擊

8、，因此，高速鋼刀具的前角可比硬質(zhì)合金刀具的前角大5左右，陶瓷刀具的脆性更大，前角不能太大。另外，如果被加工的材料導熱系數(shù)低，應該選擇小前角車刀，以改善系統(tǒng)的散熱效果，提高車刀的耐用度。特別需要說明的是，在加工高強度材料時，為了防止車刀的破損，常采用負前角，以提高車刀的使用壽命。（二）車刀后角的選擇原則后角主要影響切削時的摩擦和刀具強度。當工件材料的強度、硬度較高時，宜取較小后角，以提高刀具強度；當工藝系統(tǒng)剛性較差時，應適當減小后角，防止

9、系統(tǒng)產(chǎn)生振動；當加工精度要求較高時，應采用小后角。（三）主偏角的選擇原則主偏角主要影響刀具強度、耐用度和工藝系統(tǒng)加工的穩(wěn)定性。一般認為，在工藝系統(tǒng)剛性不足時，常取較大主偏角，以減小切削力。加工高強度、高硬度材料時，取較小主偏角以提高刀具的耐用度。副偏角影響工件的表面質(zhì)量和刀具強度，在系統(tǒng)不易產(chǎn)生振動和摩擦的條件下，應選擇較小的副偏角。（四）車刀刃傾角的選擇原則刃傾角主要影響切屑的傾向和刀具的強度及其鋒利程度。在無沖擊的正常車削時，刃傾角