刀具几何参数的合理选择

1、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1.1.前角的功用前角的功用 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。 2.2.前角的选择原则前角的选择原则 （1）主要根据工件材料的性质选择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、刀具角度一、刀具角度1前角及前刀面的选择前角及前刀面的选择 3.前刀面型式前刀面型式（图图5-3 前刀面型式）前

2、刀面型式） （1 1）正前角平面型正前角平面型 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 2）正前角平面带倒棱型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)3) 正前角曲面带倒棱型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

3、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) 4) 负前角单面型负前角单面型 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) 5) 负前角双面型负前角双面型 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.前刀面型式前刀面型式（图（图5-3 前刀面型式）前刀面型式）1.1.后角的功用后角的功用 增大后角能减小后刀面与工件

4、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。2.2.后角的选择原则后角的选择原则 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。 3.3.副后角的选择副后角的选择 副后角通常等于后角的数值。4.4.后刀面的型式后刀面的型式（图图5- 45- 4后刀面型式后刀面型式 ） (1)双重后角双重后角 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，

5、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后角、副后角及后刀面的选择 1.1.主、副偏角的功用主、副偏角的功用 主偏角主偏角r r 影响切削分力的大小，增大影响切削分力的大小，增大r r ，会使会使F Ff f力增加，力增加，F Fp p力减小；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主偏角影响加工表面粗糙度值的

6、大小，增大主偏角，加工表面粗糙度值增 大；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，选用主偏角也影响工件表面形状，车削阶梯轴时，选用r r =90=90o o，车削细长轴车削细长轴 时，选用时，选用r r =75=75o o9090o o；为增加通用性，车外圆、端面和倒角时，可选用为增加通用性，车外圆、端面和倒角时，可选用 r r =45=45o o。 减小副偏角减小副偏角r r。，会增加副切削刃与己加工表面的接触长度，能减小表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，

7、并能提高刀具耐用度。但过小的副偏角会引起振动。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。2.2.主、副偏角的选择主、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, ,见表见表5-35-3。 副偏角副偏角rr，主要是根据加工性质选取，一般情况下选取主要是根据加工性质选取，一般情况下选取r r =10=101515 精加工时取小值。特殊情况，如切断刀，为了保证刀头强度

8、，可选精加工时取小值。特殊情况，如切断刀，为了保证刀头强度，可选r r =1o=1o2o 2o 。3 主、副偏角的选择主、副偏角的选择 1.1.刃倾角的功用刃倾角的功用 (1)(1)控制切屑的流向控制切屑的流向 如图5-5所示 (2)(2)控制切削刃切入时首先与工件接触的位置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)3)控制切削刃在切入与切出时的平稳性控制切削刃在切入与切出时的平稳性 如图如图5-65-6所示所示，断续时，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；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

9、逐渐切入工件和逐渐切离工件，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。故切削过程平稳。 (4)4)控制背向力与进给力的比值控制背向力与进给力的比值2.2.刃倾角的选择刃倾角的选择 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。精车况可按加工性质选取。精车s =0os =0o5o5o；粗车粗车s =0os =0o-5o-5o；断续车削断续车削ss-30o-30o-45o-45o；大刃倾角精刨刀大刃倾角精刨刀ss75o75o80o80o。3 刃倾角的选择刃倾角的选择(1)控制切

10、屑的流向控制切屑的流向 如图5-5所示，当S =0o 时，切屑垂直于切削刃流出；S为负值时，切屑流向已加工表面；S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。 1.1.直线过渡刃直线过渡刃 如图5-7a所示，过渡刃的偏角rr/2、长度b（1/41/5）ap ，这种过渡刃多用于粗加工或强力切削的车刀上。 2.2.圆弧过渡刃圆弧过渡刃 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r。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r=0.55mm，硬质合金车刀r=0.52mm。 3.3.水平修光刃水平修光刃 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r=0o的平行刀刃。其长度b（1.21.5）f，即b 应略大于进