机械加工基础 课件 项目4-2 刀具 .ppt

（1）前角的合理选择 前角是刀具最重要的一个角度，它的大小影响刀具的锋利程度，影响刀具强度、寿命、工件表面质量、切削力、切屑的变形及流向等。因此，应首先重视前角的选择。 1）前角和倒棱的关系 一般情况下，选择前角的原则是在保证刀具有足够强度的前提下，尽量选用较大的前角，力求刀具锋利。选用较大的前角可使刀具锋利，但前角太大，刀具强度太差，很可能会出现不正常的损坏。因此，提出将主切削刃磨出宽为bγ1、倾斜角度为γ01的窄小平面带，用来加强切削刃的强度和散热效果，这窄小的平面带称为刀具的第一前面，也称为倒棱。bγ1为倒棱宽，γ01是倒棱前角。倒棱宽bγ1和倒棱前角γ01的数值可查表4-6。 表4-6 倒棱前角和倒棱宽 在切削塑性金属时，为了克服平面形刀具前面不易排屑和断屑的缺陷，又常在刀具前面上磨出卷屑槽，以保证在较大的前角下能断屑，并加强了它的切削部分。刀具前面及倒棱的形状及应用，见表4-7。 表4-7 刀具前面和倒棱的形状及应用 2）前角的选择原则 ①根据刀具材料与工件材料的强弱对比来考虑，刀具材料强度高、韧性好，前角可选大一些；工件材料的强度和硬度高，前角就要选小一些；加工塑性材料时，前角可选大一些；加工塑性很大的材料，如纯铜等，前角则应选更大一些；加工脆性材料，前角宜选小一些。 ②根据加工情况来考虑，粗车时，为保证切削刃的强度，应选较小的前角；精车时，进给量小，可选用较大前角；当有冲击载荷时，前角宜小些。 ③根据工艺系统刚性和加工工艺要求来考虑，刚性差或机床功率不足时，宜选取较大的前角。用成形刀具加工时，如螺纹车刀、铣刀、齿轮刀具等，则应选用较小的（甚至是零）前角。 高速钢车刀的几何角度参考值，可查表4-8。 表4-8 高速钢车刀的几何角度参考值 硬质合金车刀的几何角度参考值，可查表4-9。 表4-9 硬质合金车刀的几何角度参考值 （2）后角的合理选择 增大后角，可使刀具刃口锋利，还可减少刀具后面与工件表面间的摩擦及表面的变形，使切削力和切削热减小，减少加工硬化，从而提高加工质量。如图4-30所示，在相同磨损限度VB的条件下，较大后角α02的允许磨损体积要大于后角α01时的允许磨损体积（图4-30中画剖面部分）。因此，后角大可延长切削时间，刀具寿命得到相对延长。但是，太大的后角会使切削刃强度降低，散热条件变差，造成刀具非正常损坏。 图4-30 后角对刀具磨损量的影响 后角可在以下几条原则指导下进行选择： 1）切削厚度。粗车时，切削厚度较大，为了保证切削刃强度，取较小的后角，如加工中碳钢工件，α0=50~80；精车时，切削厚度小，为了保证表面加工质量，选略大的后角，如加工中碳钢工件，α0=60~120；铣削时，切削厚度比车削时要小，后角宜取大一些，α0=120~160；每齿进给量不超过0.01mm的圆片铣刀，后角可取到300。 2）后角。应与前角协调，当前角选大时，后角的数值应在可选择的范围内取较小值，以此保证刀具有合适的强度；当前角选小值甚至负值时，为便于切入，应在可选择的数值范围内取较大的后角。 3）工件材料。加工塑性或弹性较大的材料时，为减小刃口的挤压与摩擦，宜选较大的后角；工件材料的强度与硬度较高时，为保证刃口强度，可取较小的后角。 4）工艺系统刚度。工艺系统刚性较差且振动较大时，应选较小的后角。具体的后角选择可参考表4-8和表4-9。 （3）主偏角、副偏角及过渡刃的选择 1）主、副偏角、刀尖圆弧半径对残留面积的影响 车削外圆时，工件每转一转，车刀沿进给方向移动f，由图4-31可知，切削面中△abc未被切去，残留在工件已加工表面上，造成表面粗糙。通常将△abc的面积称为残留面积，其高度H直接影响表面粗糙度值的大小。 由图4-31（a）可知，当刀尖圆弧半径rε=0时：f=HcotKr+HcotKr′,得H=f/(cotKr+cotKr′)。 当刀尖圆弧半径rε＞0、Hrε时：rε2=(rε-H)2+f2/4。 整理、化简上式，略去4H2可得：H=f2/8rε。 图4-31 已加工表面上的残留面积 （a）刀尖圆弧半径rε=0；（b）刀尖圆弧半径rε＞0 由上述公式可见，减小进给量f、主偏角Kr和副偏角Kr′，增大刀尖圆弧半径rε，都可使残留面积的高度H减小，从而降低工件已加工面的表面粗糙度值。 2）主偏角的选择 主偏角的大小，除影响加工表面残留面积的高度