第十章 刀具合理几何参数的选择.ppt

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1、刀具几何参数包括：角度、刀面形式、切削刃形状等。它们对切削时金属的变形、切削力、切削温度、刀具磨损、已加工表面质量等都有明显的影响。所谓合理几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而达到提高切削效率，降低生产成本的目的。第十章刀具合理几何参数的选择确定参数时的一般原则是：(1)考虑刀具材料和结构。刀具材料有高速钢、硬质合金等；而刀具结构有整体、焊接、机夹、可转位等。(2)考虑工件的实际情况。如材料的物理机械性能、毛坯情况(铸、锻等)、形状、材质等。(3)了解具体加工条件。如机床、夹具情

2、况，系统刚性、粗或精加工、自动线等。(4)注意几何参数之间的关系。如选择前角，应同时考虑卷屑槽的形状、是否倒棱、刃倾角的正、负等。(5)处理好刀具锋锐性与强度、耐磨性的关系。在保证具有足够强度和耐磨性的前提下，力求刀具锋锐；在提高刀具锋锐性的同时，设法强化刀尖和刃区等。一、前角γo的功用及选择1、作用①影响切削区的变形、力、温度、功率消耗等。②影响刀具耐用度，切削刃强度、散热条件等有关。③改变切削刃受力性质。如+γo受弯；-γo受压。④影响切屑形态、断屑效果，如小的γo，切屑变形大，易折断。⑤影响已加工

3、表面的质量，主要是通过积屑瘤、鳞刺、振动等因素产生影响。10.1前角及前刀面形状的选择图γo为正或负时的受力情况(a)正前角;(b)负前角显然γo大或小，各有利弊。如γo大，切削变形小，可降低温度,但刀具散热条件差，温度可能上升;γo小，甚至负值，如切削硬材料时，虽可改善散热条件，使温度下降，但因变形严重、热量多，反而使温度上升。2、选择在一定条件下，γo必有一个合理值γoPt。这里所说的γoPt是指保证最大耐用度的γo，在某些情况下未必是最适宜的。如出现振动，为减振或消振，有时仍需增大γo；在精加工时，考虑到加工精

4、度和粗糙度，也可能重新选择适宜的γo。①依据刀具材料：抗弯强度低、韧性差、脆性大且忌冲击、易崩刃的，取小的γo。陶瓷刀具前角<硬质合金刀具前角<高速钢刀具前角②依据工件材料：钢料，塑性大，切屑变形大，与刀面接触长度长，刀屑间压力、摩擦力均大，为减小变形与摩擦，宜取较大的γo；铸铁，脆性大，切屑是崩碎的，集中于切削刃处，为保证有较好的切削刃强度，γo宜取得比钢小。用硬质合金刀加工钢，常取γo≈10°～20°；加工铸铁，常取γo≈5°～15°。材料的强度、硬度高时，宜取小γo;特硬的，如淬硬钢，γo应更小，甚至取-γo，

5、以使刀片处在受压的工作状态，这是因为硬质合金的抗压强度比抗弯强度高3～4倍。图10－1、2γo的合理值γoPt(a)不同刀具材料;(b)不同工件材料③考虑具体的加工条件：粗加工，特别是断续切削，或有硬皮时,如铸、锻件，γo可小些；但在需强化切削刃或刀尖时，γo可适当加大；工艺系统刚性差、机床功率不足时，γo应大些，减小切削力和振动；成形刀具，如成形车刀、铣刀，为防止刃形畸变，可取γo＝0°；数控机床、自动机或自动线上用的刀具，考虑应有较长的刀具耐用度及工作稳定性，常取较小的γo。二、倒棱及其参数的选择如图所示，倒棱是防

6、止因γo增大削弱切削刃强度的一种措施。在用脆性大的刀具材料，粗加工或断续切削时，对减小刀具崩刃，提高刀具耐用度效果显著(可提高1～5倍)。宽度br1不可太大，应保证切屑仍沿正前角γo的前刀面流出。br1的取值与进给量有关，常取br1≈(0.3～0.8)f，精加工取小值，粗加工取大值；倒棱前角γo１：高速钢刀具γo1=0°～5°，硬质合金刀具γo1=-5°～－10°。对于进给量很小(f≤0.2mm／r)的精加工刀具，切屑很薄，为使切削刃锋利，不宜磨出倒棱。图前刀面上的倒棱采用切削刃钝圆，也是增强切削刃、减少刀具破损的有

7、效方法，可使刀具耐用度提高约200%；断续切削时，适当加大rβ值，可增加刀具崩刃前所受的冲击次数；钝圆刃还有一定的切挤熨压及消振作用，可减小已加工表面的粗糙度。一般情况下，常取rβ

8、的槽底角对切屑的卷曲变形有直接的影响，较小时，切屑卷曲半径较小、切屑变形大、易折断；但过小时又易使切屑堵塞在槽内，增大切削力，甚至崩刃。一般条件下，常取Rn＝(0.4～0.7)Ｗn；槽底角取110°～130°。这两种槽形较适于加工碳素钢、合金结构钢、工具钢等，一般γo为5°～15°。全圆弧形可获得较大的前角，且不致使刃部过于削弱，