10第十章 刀具合理几何参数的选择.ppt

1、第十章 刀具合理几何参数的选择,一、 前角及前刀面的选择 二、 后角的选择 三、 主、副偏角及刀尖形状的选择 四、 刃倾角的选择 五、 先进刀具介绍 重点和难点： 本章为核心内容之一，要求掌握各角度的功用与合理选择。,一、刀具的几何参数 1、内涵： 刀具的切削角度： 刀面的形式：负倒棱、卷屑槽 切削刃形状：直线、折线、圆弧 切削区的剖面形式,2、合理几何参数： 保证加工质量的同时，获得最高的刀具耐用度，从而达到提高切削效率或降低生产成本目的的几何参数。 一般原则： （1）考虑工件材料、刀具材料及刀具类型； （2）考虑刀具各几何参数间的相互关系； （3）考虑具体加工条件； （4）考虑刀具锋利性与

2、强度的关系。,1、前角的功用及选择： （1）作用,二、前角及前刀面形状的选择,前角,切削变形 切削力,切削热 切削温度 耐用度,楔角 强度 散热体积 切削温度 耐用度 过大崩刃,前角为正值：受弯矩,前角为负值：受压,在一定的加工条件下，存在一个刀具耐用度为最大的前角合理前角,（2）选择, 刀具材料的强度及韧性较高时可选择较大的前角。,实践证明刀具合理前角主要取决于刀具材料和工件材料的种类和性质。, 工件材料的种类和性质,工件材料的强度和硬度大时，切削力大，温度较高，宜选较小前角；反之，强度和硬度小时，选较大前角。,选择前角还要考虑一些具体加工条件 1）粗加工，特别是断续切削，有冲击载荷时，为增

3、强刀具强度，宜选较小前角。 2）精加工或工艺系统刚性差，机床动力不足，应选较大前角。,3）加工塑性大的材料（如钢），应取大的前角；加工脆性材料（如铸铁），应选用较小的前角。 4）成形刀具和前角大小影响切削刃形状的其它刀具，为防止刃形畸变，常取较小的前角或0前角。,位置：前刀面，靠近切削刃处 作用：增强刃口，减少刀具破损； 楔角增大，改善散热条件。,2、负倒棱及参数选择,精加工时，取大值；粗加工时，取小值。,主要参数： 宽度：,角度：高速钢 硬质合金 陶瓷,3、刀刃钝圆处理,刀刃钝圆,作用：强化刀刃 熨压、消振,主要参数：一般,4、卷屑槽,卷屑槽的作用：卷屑、断屑,截面形式 直线型：碳素钢、合金

4、结构钢 槽底角 直线圆弧型：碳素钢、合金结构钢 槽底圆弧半径 全圆弧型：紫铜、不锈钢 卷屑槽宽度,第二节 后角的选择,一、后角的作用 1、减少后刀面的摩擦 2、后角增大， 可提高刀具耐用度 磨钝标准 楔角减小，刀刃钝圆减小，刀刃易切入工件,在一定的加工条件下，对应着刀具使用寿命较长的后角 合理后角,二、后角的合理确定,合理后角的大小主要取决于切削厚度（或进给量）的大小。,ac小后刀面磨损opt大 ac大前刀面磨损opt小增强切削刃和改善散热条件，防止切削刃碎裂,合理选择后角应遵循的原则： 1）粗加工或承受冲击载荷时，切削刃应该有足够强度，应取较小后角； 精加工时可适当增大后角，应提高刀具使用寿

5、命和加工表面质量。 2）工件材料强度硬度高时，宜取较小后角。,3）加工脆性材料，切削力集中在刃区，宜较小的后角。 4）各种有尺寸精度要求的刀具，为了限制重磨后刀具尺寸的变化，宜取小的后角。 5）为了制造、刃磨的方便，一般刀具的副后角等于后角。但切断刀、车槽刀、锯片铣刀的副后角，受刀头强度的限制，只能取很小的数值，通常取130左右。,1、一般：,2、其他情况 塑性大：后角大 高强钢：后角小 脆性材料：后角小 工艺系统刚性较差：后角小，消振棱,3、消振棱,刃带,消振棱,问题：消振棱与负倒棱的区别？,作用：提高接触面积，可产生于振动相反的摩擦阻力，消除振动。,第三节 主偏角、副偏角及刀尖形状的选择,

6、一、主偏角和副偏角的功用及合理选 （1）减少主偏角会导致径向力增大，同时刀尖与工件的摩擦加剧，会导致刀具使用寿命下降。,（2）减少主偏角会使切削厚度减少，切削宽度增加，从而使单位长度切削刃所承受的载荷减轻，散热条件改善，可使刀具使用寿命提高。,（3）主偏角和副偏角越小，切削刃痕的理论残留面积的高度也越小，可以有效地减少已加工表面的粗糙度。同时，还加强了刀尖强度，改善了散热条件。,（4）主偏角和副偏角共同决定了刀尖角，直接影响刀尖的强度、导热面积和容热体积。,（5）副偏角过小会增加副切削刃的工作长度，增大副后刀面与已加工表面的摩擦，易引起系统振动，反而增大表面粗糙度。 （6）切断刀、锯片刀和槽铣

7、刀等，为了保证刀头强度和重磨后刀头宽度变化较小，只能取很小的副偏角（1-2）。,合理选择主偏角的原则： 主要看工艺系统的刚性如何。 系统刚性好，不易产生变形和振动，则主偏角可取小值； 若系统刚性差（如切削细长轴），则宜取大值。,二、修光刃,1、位置：副切削刃处,2、作用： 降低表面粗糙度 3、几何尺寸 修光刃长度：,三、刀尖形状,1、刀尖圆弧过渡,硬质合金、陶瓷刀具,高速钢刀具,增加，径向分力增加，易引起振动； 刀具的磨损和破损降低。,2、刀尖直线过渡,过渡刃偏角和长度,强化刀尖可显著提高刀具的耐崩刃性和耐磨性，从而提高刀具的耐用度。 选择刀尖的几何参数时，一般从刀具使用寿命和已加工表面之量两

8、方面考虑： 粗加工：着重考虑强化刀尖以延长刀具使用寿命；采用直线形过渡刃。 精加工：侧重考虑已加工表面质量；采用圆弧过渡刃。,第四节 刃倾角的选择,一、功用 1、控制切屑流向 2、影响刀头强度及切削刃上起始受冲击位置 3、影响切削刃锋利程度和切削刃实际工作长度 4、影响切削分力,1、控制切屑流向,切屑沿垂直切削刃的方向流出,切屑向尾座方向流出，影响已加工表面,切屑向床头方向流出，影响工人操作,2、影响刀头强度及切削刃上起始受冲击位置,设主偏角为90,3、影响切削刃锋利程度和切削刃实际工作长度,滑切作用与流屑角,4、刃口具有“割”的作用,5、影响切削分力 当负刃倾角绝对值增大时，径向切削力显著增

9、大，将导致工件变形及引起振动，因此，在工艺系统刚性不足时，应尽量不用负刃倾角。,二、选择,一般钢料和铸铁,高强钢、高锰钢、淬硬钢,无冲击粗车 精车 一般冲击 较大冲击,第五节 先进刀具介绍,一、750大切深强力外圆车刀 二、750银白屑外圆车刀 三、900机夹不锈钢定前角车刀 四、910机夹不重磨按钮式车,一、750大切深强力切削车刀,车刀工作图： 反映刀具角度及各结构尺寸。,1、750主偏角 2、前角180200，内斜式卷屑槽 3、负倒棱 4、直线过渡刃 5、刀尖圆弧过渡 6、负刃倾角 7、修光刃 切削用量：,二、 750机夹银白屑车刀,特点： 1、直线圆弧型卷屑槽，大前角250300 2、负倒棱-250-350 3、负刃倾角-30-50,切削用量,YT5或YT15、YW1刀片切削20、45钢,车刀工作图,三、900机夹不锈钢定前角车刀,特点： 1、采用断屑