关于对车刀几何参数选择研究

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1、关于对车刀几何参数选择研究【摘要】刀具的几何参数对切削过程中的金属切削变形、切削力、切削温度、工件的加工质量及刀具的磨损都有显著的影响。选择合理的刀具几何参数，可使刀具潜在的切削能力得到充分发挥，降低生产成本，提高切削效率。【关键词】车刀；几何参数；选择车刀刃磨水平的高低直接关系到产品的生产效率、加工质量、设备能耗和产品成本，甚至关系到操作者的人身安全,也反映出操作者对加工主体的特性和切削用量的灵活应变能力。合理选择车刀的几何参数是决定刃磨质量的关键，其主要体现于对车刀角度和前面形状的合理选择。两者既相互依赖又

2、相互制约，一把车刀不能只有一个角度，如果只有一个角度选择合理，它的切削效果也不一定理想，操作者必须根据工件材料、车刀材料、切削用量，以及工件、车刀、夹具和车床的刚性等各方面因素，全面分析，找出切削过程中的主要矛盾，合理选择车刀的角度和前面形状。刀具几何参数包含切削刃的形状、切削区的剖面形式、刀面形式和刀具几何角度四个方面，这里主要讨论刀具几何角度的合理选择，即前角、后角、副后角、主偏角、副偏角及刃倾角的合理选择。1.前角的选择前角rO是车刀切削部分的一个最主要的角度，车刀是否锋利主要取决于前角的大小。一般增大前

3、角时可以减小切削变形，减小切屑和前刀面的摩擦，使切削力降低，加工起来很轻快。增大前角还可以使前刀面上承受切削力的位置后移，改善切削刃受力情况，同时还可以抑制积屑瘤的产生。减小前角可增强刀尖强度，但切削变形和切削力都会增大。前角的选择主要遵循以下原则：(1)加工塑性材料时，前角应取较大值；加工脆性材料时，应选用较小的前角；(2)工件材料的强度、硬度较低时，选用较大的前角；反之，选用较小的前角；(3)刀具材料韧性好时，前角应选大些，如高速钢车刀；刀具材料韧性差时，如硬质合金车刀；(4)粗加工和断续切削时应选较小的前

4、角，横加工时应选较大的前角；(5)车床一夹具一工件—刀具系统刚度差时，应选较大的前角。高速钢车刀的合理前角一般比表面的值大5。-10°o1.后角和副后角的选择后角与车刀强度有直接关系。后角大，相对的摩擦可以减小，车削时较轻快，车刀的磨损也比较馒。但后角选得过大，车刀的楔角会显著减小，使车刀的强度大大降低，容易崩刀。同时车刀切削刀的散热条件变差，磨损加剧。后角的选择主要根据以下原则:(1)加工硬度高、机械强度大及脆性材料时，应选较小的后角；加工硬度低、机械强度小及塑性材料时，应选较大的后角；(2))粗加工时应选取

5、较小后角，精加工时应选取较大后角选大一些；(3)工件与车刀的刚度差时应选较小的后角；(4)高速车削时，应选较小的后角。副后角一般与后角取相同的数值。但切断刀受刀头强度限制，应把副后角磨得较小。1.主偏角的选择主偏角是一个重要的角度，它对车刀的耐用度有很大的影响，它的变化直接影响到切削厚度大与切削宽度的大小。改变主偏角的大小，可改变径向力和轴向力的大小。主偏角增大时，径向力减小，轴向力增大，不易产生振动。常用的车刀主偏角有45。、60°、75°、90°四种。主偏角的选择主要根据以下几个原则：(1)工件材料越硬，应

6、选取越小的主偏角；(2)刚度差的工件(如细长轴)应选较大的主偏角，减小径向力；(3)在车床一夹具一工件一刀具系统刚度较好的情况下，主偏角应尽量选小一些。2.副偏角的选择较小的副偏角可显著地减小车削后的残留面积，减小工件的表面粗糙度。但是减小副偏角会增加切削面积，容易引起振动。只有当工件一车刀一夹具一车床系统有足够的刚度时，才能取较小的副偏角。有时为了得到租糙度值较小的工件表面，应采用宽刃刀来进行。如果进给量小于切削刃宽度,那么它的副偏角就等于零。副偏角的选取主要根据以下原则：(1)工件一车刀一夹具一车床系统的刚

7、度好，可选较小的副偏角；(2)精加工刀具应选较小的副偏角；(3)加工高硬度材料或断续切削时，应该选较小的副偏角，以提高刀尖强度。1.刃倾角的选择刃倾角的选择主要根据以下几点：(1)一般粗车时(指工件圆整、被切削层均匀)，选取稍偏于负值的刃倾角(-3°-0°)；精车时，应选取负值的刃倾角(-8°-3°)o(2)强力车削时，选取负值的刃倾角(-10°-5°)；冲击负荷大的断续车削时，应选取较大负值的刃倾角。(3)加工高硬度材料时，应选取负值的刃倾角，以提高刀尖强度。6•过度刃的选择主偏角较大时，为增加刀尖强度，在靠

8、近刀尖处对主切削刃进行修磨，便形成了过渡刃。过渡刃的作用主要是提高刀具强度和改善散热条件。车削时，刀尖处的主副切削刃都参加切削，切削力和切削热最集中，温度最高，因此，刀尖处的磨损最严重。而当刀尖处磨有过渡刃后，就能显著改善刀尖处的切削性能，提高车刀的耐用度。过渡刃的形状有直线形和圆弧形(即刀尖圆弧半径)两种，前者因呈直线形，其偏角大小通常均取主偏角值的一半左右，过渡刀长度为0.5-2m