数控刀具几何参数的合理选择相关知识

第四节刀具几何参数的合理选择主要教学内容：

§4刀具几何参数的合理选择

前角的选择

后角的选择

主偏角及副偏角的选择

刀刃角的选择第四节刀具几何参数的合理选择教学目的：理解切削用量的选择原则和切削液的作用掌握切削用量的选择方法和切削液的选用。教学重点：切削用量中背吃刀量、进给量和切削速度的选择。教学难点：不同加工过程中背吃刀量、进给量和切削速度的选择。一、前角的选择（一）前角的功用前角的功用主要影响切削变形和切削力的大小及刀具耐用度和表面质量的高低。增大前角使切削变形和摩擦减少，故切削力小、切削热少，加工表面质量高。但前角过大，刀具强度降低，散热体积减少，刀耐用度下降。减少前角，刀具强度提高，刀屑变形增大，易断屑。但前角过小，会使切削力和切削热增加，道具耐用度降低。一、前角的选择（二）合理前角的选择原则①刀具材料：脆性↑→γo↓（高速钢→γo↑，硬质合金→γo↓，陶瓷→γo↓）②工件材料：塑性材料→γo↑,脆性材料→γo↓,强度→γo↓,硬度→γo↓

③加工要求：粗加工→γo↓,断续切削→γo↓,精加工→γo↑

④机床功率和系统刚度:功率大刚度高γο↓,数控机床、自动线：γο↓二、后角的选择（一）后角的功用后角的主要功用是减小主后刀面与过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦，减轻刀具磨损。后角小使主后刀面与工件表面的摩擦加剧，刀具磨损加大，工件冷硬程度增加，加工表面质量差；尤其是切削厚度较小时，由于刃口钝圆半径的影响，上述情况更为严重。后角增大，摩擦减小，也减小了刃口钝圆半径，这对切削厚度较小的情况有利，但使刀刃强度和散热情况变差。二、后角的选择（二）合理后角的选择原则①粗加工：ａo↓,精加工：ａo↓②塑性材料:ａo↑,脆性材料:ａo↓,硬度高:ａo↓,强度高ａo↓

③工艺系统：刚度高ａo↓三、前后刀面的形式及选择（1）前刀面常见的形式及其选择：（如图）

三、前后刀面的形式及选择（1）前刀面常见的形式及其选择：a、正前角单平面型：精加工刀具、复杂刀具加工脆性材料的刀具

b、正前角曲面带倒棱型：加工塑性材料的刀具

c、负前角单平面型：后刀面磨损刀具

d、负前角双平面型：前后刀面磨损的刀具注意：区别负前角与负倒棱三、前后刀面的形式及选择（1）前刀面常见的形式及其选择：注意：区别负前角与负倒棱三、前后刀面的形式及选择（2）后刀面的常见形式①单一后刀面：基本形式、常用，精加工刀用②有刃带的后刀面：可增加刀具耐磨性，定尺寸刀具用③带消振棱的后刀面：可抑制振动，加工时容易振动使用④双重或三重后刀面：可增加刃口强度，较少后刀面磨损四、主主偏角角及负负偏角角的选选择（一））主偏偏角的的功用用及合合理主主偏角角的选选择1、主偏偏角的的功用用主偏角角的功功用主主要影影响刀刀具耐耐用度度、已已加工工表面面粗糙糙度及及切削削力的的大小小。主主偏角角κr较小，，则刀刀头强强度高高，散散热条条件好好，已已加工工表面面残留留面积积高度度小，，作用用主切切削刃刃的长长度长长，单单位作作用主主切削削上的的切削削负荷荷小；；其负负面效效应为为背向向力大大，切切削厚厚度小小，断断屑效效果差差。主主偏角角较大大时，，所产产生的的影响响与上上述完完全相相反。。四、主主偏角角及负负偏角角的选选择2、主偏偏角的的选择择①系系统刚刚度：：刚度度好，，Kr取小值值，刚刚度差差，Kr取大值值。②工工件形形状：：Kr按工件件阶梯梯的角角度选选。③工工件材材料：：工件件很硬硬时，，Kr取小值值。④散散热条条件：：需要要时加加强散散热时时，Kr取小值值。⑤⑤产产量条条件：：需要要刀具具通用用性好好时,取Kr＝90°°、Kr＝45°°四、主主偏角角及负负偏角角的选选择（二））副偏偏角的的功用用及合合理副副偏角角的选选择1、副偏偏角的的功用用负偏角角的功功用主主要是是减小小副切切削刃刃和已已加工工表面面的摩摩擦。。较小小的副副偏角角，可可减小小残留留面积积高度度，提提高刀刀具强强度和和改善善散热热条件件，但但将增增加副副后刀刀面与与已加加工表表面之之间的的摩擦擦，且且易引引起振振动。。四、主主偏角角及负负偏角角的选选择2、副偏偏角的的选择择1）一般般刀具具的副副偏角角，，在不不引起起振动动的情情况下下，可可选取取较小小的副副偏角角，如如车刀刀、刨刨刀均均可取取κr`=5度~10度2）精加加工刀刀具的的副偏偏角应应取的的小一一些，，以减减小残残留面面积，，从而而减小小表面面粗糙糙度。。3）加工工强度度、高高硬度度材料料或断断续切切削时时，应应取较较小的的副偏偏角（（κr`=4度~6度）4）切断断刀、、锯片片刀和和槽铣铣刀等等，为为了保保证刀刀头强强度和和重磨磨后刀刀头宽宽度变变化较较小，，只能能取很很小的的副偏偏角。。（κr`=1度~2度）五、刃刃倾角角的功功用（一））刃倾倾角的的功用用刃倾角角主要要影响响切削削流向向和刀刀尖强强度。。刃倾倾角为为正值值，切切削开开始为为正值值，切切削开开始时时刀尖尖与工工件接接触，，切屑屑流向向待加加工表表面，，可避避免缠缠绕和和划伤伤已加加工表表面，，对半半精加加工、、精加加工有有利。。刃倾倾角为为负值值。切切削开开始时时刀尖尖后接接触工工件，，切屑屑流向向已加加工表表面，，容易易将已已加工工表面面划伤伤；在在粗加加工开开始时时，尤尤其是是在断断续切切削时时，可可避免免刀尖尖受冲冲击，，起保保护刀刀尖的的作用用，并并可改改善刀刀具散散热条条件。。五、刃刃倾角角的功功用（一））刃倾倾角的的功用用五、刃刃倾角角的功功用（二））刃倾倾角的的选择择刃倾角角：使使刀具具刃口口锋利利，切切削平平稳原则：：1）粗加加工λS<0（保护护刀尖尖）精精加工工λS>0（使FP小些））2）断续续切削削：λS<0（保护护刀尖尖）3）工件件σb、HB大：λS<0（保护护刀尖尖）4）系统统刚性性差：：λS>0（使FP小些））5）微量量切削削：λS取大值值(使刀具具实际际刃口口半径径↓））面间的的摩擦擦。一一般车车刀、、刨刀刀等的的副后后角取取得与与主后后角相相等；；而切切断到到、切切槽刀刀及锯锯刀铣铣刀等等的副副后角角因受受刀头头强