刀具几何角度对切削加工的影响及其选择

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1、刀具几何角度对切削加工的影响及其选择王洋交通与物流工程学院机械设计制造及其自动化摘要：刀具材料的优选对于切削过程的优化具有关键作用，但是，刀具几何角度的选择不合理也会使刀具材料的切削性能得不到充分的发挥。可见，刀具合理几何角度的选择同样是切削刀具理论与实践的重要课题之一。切削加工刀具的完善程度对切削加工的现状和发展起着决定性的作用。关键词：前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖GeometryofthecuttingtoolanditsselectionWangYangTransportationandLogisticsEngineeringMechanicalDesign,Manufa

2、cturingandAutomationAbstract：Optimizationofthecuttingtoolmaterialhasakeyroleintheoptimizationprocess,However,thechoiceofcuttingtoolgeometryunreasonablealsomakethecuttingtoolmaterialsarenotsufficienttoplay.Showsthat,cuttingtoolgeometryandreasonablechoiceofcuttingtoolsisalsoanimportantissueoftheorya

3、ndpracticeof.Degreeofperfectionofcuttingtoolsonmachiningstatusandplayadecisiveroleinthedevelopmentof.Keywords：toolorthogonalrake，toolorthogonalclearance，toolcuttingedgeangle，toolminorcuttingedgeangle，toolcuttingedgeinclinationangle，corner一、前角的功用及其合理值的选择1、前角的功用（1）影响切削区的变形程度：若增大前角，可以减小切削变形，从而减小切削力、切

4、削热和切削功率。（2）影响切削刃和刀头强度、受力性质和散热条件：增大前角，会使切削刃与刀头强度降低，刀头的导热面积和容热体积减小。（3）影响切屑形态和断屑效果：若减小前角，可以增大切屑的变形，使切屑容易卷曲和折断。（4）影响已加工表面质量：切屑过程中的振动现象与前角的大小有关，减小前角或采用负前角时，振幅急剧增大，如图1所示。图1前角和切削速度对振幅的影响2、合理前角值的选择主要根据工件材料，其次考虑刀具材料和加工条件来选择（1）工件材料的强度、硬度较低时，可以取较大的前角;反之，取小的前角。加工特别硬的材料时，前角甚至取负值，如淬火钢。（2）加工塑性材料，尤其是冷硬严重的材料时，应取较大

5、的前角；加工脆性材料，可取较小的前角。（3）粗加工、断续切削或工件有硬皮时，为了保证刀具有足够的强度，应取小的前角。但在采取若干强化刃口及刀尖的措施（如磨出负倒棱、过渡刃）之后，也可增大前角至合理的数值。（4）成形刀具及展成法刀具（如螺纹车刀、齿轮滚刀），为防止加工截面畸变，常取较小的前角，甚至取0；但为了改善切削条件，可以在增大前角的同时修整刃形，以保证成形精度。（5）刀具材料抗弯强度大、韧性较好时，应取大的前角；高速钢刀具比硬质合金刀具允许采用较大的前角，约可增大5°。（6）工艺系统刚性差或机床功率不足时，应取大的前角。（7）对于数控机床和自动机、自动线用刀具，为保障刀具尺寸公差范围内

6、的使用寿命及工作稳定性，应取较小的前角。二、后角的功用及其合理值的选择1、后角的功用（1）减小后刀面和加工表面之间的摩擦。后刀面与加工表面接触，由于摩擦造成后刀面的磨损。增大后角，减小摩擦，可以提高已加工表面的质量和刀具的使用寿命。（2）后角越大，切削刃钝圆半径值越小，切削刃越锋利。（3）在相同磨钝标准VB下，后角越大，所磨去的金属体积也越大，因而延迟里刀具的使用寿命。但它使刀具的径向磨损值NB增大，当工件尺寸精度要求较高时，就不宜采用大后角。（4）增大后角将使切削刃和刀头的强度削弱，导热面积和热熔体积减小；且NB一定时的磨耗体积小，刀具使用寿命短。2、合理后角值的选择（1）粗加工、强力切

7、削及承受冲击载荷的刀具，要求切削刃由足够强度，应取较小的后角；精加工时，应以减小后刀面上的摩擦为主，宜取较大的后角，可延长刀具的使用寿命和提高已加工表面的质量。（2）工件材料强度、硬度较高时，为保证切削刃强度，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，后刀面摩擦对已加工表面质量及刀具磨损影响极大，应适当加大后角；加工脆性材料时，切削力集中在刃区，宜取较小的后角。（3）工艺系统刚性差，容易出现振动时，适当减小后角，有增加阻