车刀角度对车削加工质量的影响文档
车刀角度测量实验报告

车刀角度测量实验报告车刀角度测量实验报告摘要:本实验旨在通过测量车刀角度来探究其对车削加工的影响。
通过实验测量得出的数据分析,我们可以得出结论,车刀角度对车削加工的质量和效率有着重要的影响。
引言:车削是一种常见的金属加工方法,广泛应用于制造业。
而车刀作为车削的主要工具,其角度的合理设置对于加工质量和效率都有着重要的影响。
因此,本实验旨在通过测量车刀角度,探究其对车削加工的影响。
实验方法:1. 实验器材准备:准备一台车床、车刀、测量仪器等。
2. 实验样品准备:选择一种常见的金属材料,如铝合金,制备成合适的样品。
3. 实验步骤:a. 将样品固定在车床上,并确保其位置稳定。
b. 调整车刀的位置和角度,使其与样品接触。
c. 开始车削加工,并同时记录车刀角度和车削过程中的数据。
d. 完成车削加工后,测量样品的尺寸和表面质量。
e. 根据测量数据进行分析和比较。
实验结果:通过实验测量得到的数据如下:1. 样品尺寸:样品的直径、长度等尺寸数据。
2. 表面质量:样品表面的光滑程度、粗糙度等数据。
3. 车刀角度:包括切削角、前角、后角等角度数据。
实验讨论:通过对实验结果的分析和比较,我们可以得出以下结论:1. 车刀角度的合理设置对于车削加工的质量和效率有着重要的影响。
如果角度设置不当,可能导致加工表面质量差、加工速度慢等问题。
2. 切削角的大小会直接影响切削力的大小。
合适的切削角可以减小切削力,提高加工效率。
3. 前角和后角的设置会影响切屑的形状和排出方式。
合适的前角和后角可以减小切屑的卡刀现象,提高车削加工的稳定性。
实验结论:通过本次实验,我们得出了以下结论:1. 车刀角度的合理设置对于车削加工的质量和效率有着重要的影响。
2. 切削角、前角和后角的合理设置可以提高车削加工的质量和效率。
结语:本实验通过测量车刀角度,探究了其对车削加工的影响。
通过实验数据的分析和比较,得出了车刀角度的合理设置对于车削加工的重要性。
这对于制造业的发展和提高加工质量和效率具有一定的指导意义。
车刀角度的测量实验报告

车刀角度的测量实验报告车刀角度的测量实验报告引言:车刀角度是机械加工中常用的一个重要参数,它直接影响到零件加工的精度和表面质量。
本实验旨在通过测量车刀角度的方法,探究不同车刀角度对加工效果的影响,为工程师提供参考依据。
实验装置与方法:本实验采用了数控车床进行加工,并使用了精密测量仪器进行角度测量。
首先,我们选择了三种不同的车刀角度进行实验,分别为30°、45°和60°。
然后,在同一工件上进行三组试验,每组试验分别使用一种车刀角度进行车削加工。
最后,使用角度测量仪器对加工后的工件进行角度测量,并记录测量结果。
实验结果与分析:经过实验测量,我们得到了三组不同车刀角度下的测量结果。
在30°车刀角度下,测量结果为29.8°;在45°车刀角度下,测量结果为45.2°;在60°车刀角度下,测量结果为59.9°。
通过对测量结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 车刀角度与测量结果存在一定的误差。
这可能是由于测量仪器的精度限制或者测量过程中的操作误差所致。
因此,在实际应用中,我们需要考虑这些误差,并进行合理的修正。
2. 不同车刀角度对加工效果有一定影响。
在30°车刀角度下,加工出的工件表面较为光滑,但削除的材料较少;在45°车刀角度下,加工出的工件表面粗糙度较高,但削除的材料较多;在60°车刀角度下,加工出的工件表面较为粗糙,但削除的材料较少。
因此,在实际加工中,我们需要根据具体要求选择合适的车刀角度。
3. 车刀角度的选择与工件材料有关。
不同材料的加工特性不同,对车刀角度的要求也不同。
在实际应用中,我们需要根据工件材料的硬度、韧性等特性,选择合适的车刀角度,以达到最佳加工效果。
结论:通过本实验,我们对车刀角度的测量方法进行了探究,并得出了一些结论。
车刀角度的选择对加工效果有一定影响,需要根据具体要求和工件材料进行合理选择。
刀具角度对加工的影响

.角度名称含义作用应用与选择说明前角γ0 在正交平面Po内,前刀面与基面的之间夹角 1.使刀刃锋利,便于切削加工和切屑流动2.影响刀具的强度1.粗加工:小值精加工:大值2.加工塑性材料或强度、硬度较低:大值加工脆性材料或强度、硬度较高:小值3刀具材料韧性好,如高速钢:大值刀具材料脆性大,如硬质合金:小值前角越大,刀具越锋利,但强度降低,易磨损和崩刃。
前角一般为5°~20°。
后角α0 在正交平面Po内,主后刀面与切削平面之间夹角 1.影响主后刀面与工件之间的摩擦2.影响刀具的强度与前角的选择相同后角越大,车削时刀具与工件之间的摩擦越小,但强度降低,易磨损和崩刃。
后角一般为6°~12°。
主偏角Kr 在基面Pr内,主切削刃与进给运动方向在其上的投影之间夹角1.影响切削加工条件和刀具的寿命2.影响径向力的大小,如图2-10(b)所示Fp径=cos KrFD切水(切削力在水平面内的分力)1.粗加工:小值精加工:大值2.刚性差,易变形,如细长轴(90°):大值刚性好,不易变形:小值1. 主偏角越小,切削加工条件越好,刀具的寿命越长2.车刀常用的主偏角有45°、60°、75°90°,其中75°和90°最常用副偏角Krˊ在基面Pr内,副切削刃与进给运动反方向在其上的投影之间夹角1.主要影响加工表面的粗糙度,如图2-10(c)所示2.影响副切削刃与已加工表面之间的摩擦和刀具的强度1.粗加工:大值(与副?偏角选择相反)精加工:小值1. 副偏角越小,残留面积和振动越小,加工表面的粗糙度越低,表面质量越高。
但过小会增加刀具与工件的摩擦,另外,刀具的强度降低2.副偏角一般为5°~15°刃倾角λs 切削平面Ps内,主切削刃在其上的投影与基面之间夹角 1.主要控制切屑的流动方向2.影响刀尖的强度1.粗加工:λs<0精加工:λs≥0(防止切屑划伤工件)1. λs<0时,刀尖处于主切削刃的最低点,刀尖强度高,切屑流向已加工表面;λs>0时,刀尖处于主切削刃的最高点,刀尖强度低,切屑流向待加工表面2. λs一般为-5°~+5°。
刀具几何角度对切削加工的影响及其选择

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Geometry of the cutting tool and its selectionWangYangTransportation and Logistics Engineering Mechanical Design, Manufacturing and Automation Abstract:Optimization of the cutting tool material has a key role in the optimization process, However, the choice of cutting tool geometry unreasonable also make the cutting tool materials are not sufficient to play.Shows that, cutting tool geometry and reasonable choice of cutting tools is also an important issue of theory and practice of. Degree of perfection of cutting tools on machining status and play a decisive role in the development of.Keywords:tool orthogonal rake,tool orthogonal clearance,tool cutting edge angle,tool minor cutting edge angle,tool cutting edge inclination angle,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、切削热和切削功率。
解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响

在车削加工中,车刀的主要几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
在本文中,我将从深度和广度上对车刀的几何角度进行全面评估,并探讨它们对车削加工的影响。
1. 切削角:切削角是指车刀切削刃上的主切削刃与前方切削方向的夹角。
切削角的大小直接影响着切屑的形成和流动。
当切削角较大时,切削力减小,但切削刃容易磨损;当切削角较小时,切削力增大,但切削刃磨损减小。
选择适当的切削角对于保证加工质量和提高加工效率至关重要。
2. 后角:后角是指车刀主切削刃与切削方向之间的夹角。
后角的大小影响着车刀的进给力和阻力。
当后角增大时,进给力增大,加工效率提高;但阻力也会增大,对车刀和工件的刚性要求也会增加。
合理选择后角是为了在保证加工效率的尽可能减小刀具和工件的损耗。
3. 主偏角:主偏角是指车刀主切削刃与工件表面的夹角。
主偏角的大小直接影响着工件的表面质量和加工精度。
一般来说,主偏角越小,加工表面的质量越好,但车刀的刚度和稳定性要求也越高。
在实际应用中需要根据工件的要求和加工条件选择合适的主偏角。
4. 副偏角:副偏角是指车刀副切削刃与工件表面的夹角。
副偏角的大小影响着切削刃与工件的接触面积和切削力的大小。
合理选择副偏角可以有效减小切削力,提高车削加工的效率和质量。
车刀的几何角度对车削加工有着重要的影响,其合理选择可以有效提高加工效率和加工质量。
在实际应用中,需要根据具体的加工要求和工件材料来选择合适的几何角度,以达到最佳的加工效果。
个人观点和理解:车刀的几何角度是车削加工中的关键参数,合理选择和调整这些角度对于提高加工质量和效率至关重要。
在实际应用中,需要综合考虑工件材料、加工条件和车刀性能等因素,进行合理的选择和调整,以达到最佳的加工效果。
以上是对“解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响”的文章撰写,希望能帮助你更深入地理解这一主题。
在车削加工中,车刀的几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
除了切削角、后角、主偏角和副偏角外,还有其他几何角度也对车削加工起着重要作用,比如前角、刀尖半径等。
刀具角度的功用与选择精选文档

副偏角的大小主要根据表面粗糙度的要求选取,一般为5°~15°,粗加工时取大值,精加工时取小值。切断刀、锯片刀为保证刀头强度,只能取很小的副偏角,一般为1°~2°。
(1)根据工件材料选择前角。加工塑性材料时,特别是硬化严重的材料(如不锈钢等),为了减小切削变形和刀具磨损,应选用较大的前角;加工脆性材料时,由于产生的切屑为崩碎切屑,切削变形小,因此增大前角的意义不大,而这时刀屑间的作用力集中在切削刃附近,为保证切削刃具具有足够的强度,应采用较小的前角。
工件强度和硬度低时,切削力不大,为使切削刃锋利,可选用较大的甚至很大的前角。工件材料强度高时,应选用较小的前角;加工特别硬的工件材料(如淬火钢)时,应选用很小的前角,甚至选用负前角。因为工件的强度、硬度愈高,产生的切削力愈大,切削热愈多,为了使刃具有足够的强度和散热,防止崩刃和磨损,应选用较小的前角。
(1)根据切削厚度选择后角。合理后角大小主要取决于切削厚度(或进给量),切削厚度hD愈大,则后角应愈小;反之亦然。如进给量较大的外圆车刀后角=6°~8°,而每齿进刀量不超过mm的圆盘铣刀后角=?30°。这是因为切削厚度较大时,切削力较大,切削温度也较高,为了保证刃口强度和改善散热条件,所以应取较小的后角。切削厚度愈小,切削层上被切削刃的钝圆半径挤压而留在已加工表面上并与主后刀面挤压摩擦的这一薄层金属占切削厚度的比例就越大。若增大后角,就可减小刃口钝圆半径,使刃口锋利,便于切下薄切屑,可提高刀具耐用度和加工表面质量。
数控机床、自动机床和自动线用刀具,为保证刀具工作的稳定性,使其不易发生崩刃和破损,一般选用较小的前角。
车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择(精)

国家职业教育机械制造技术专业教学资源库车削薄壁工件时车刀的几何参数及切削用量选择一、车刀的几何参数选择在薄壁工件的车削过程中,合理的车刀几何角度对车削时切削力的大小,产生的热变形、工件表面的粗糙度值都有较大的影响。
车刀前角的大小,决定着切削变形与车刀锋利程度。
前角大,切削变形和摩擦力减小,切削力减小,使切削变形小,切屑容易流出。
但前角太大,会使车刀的楔角减小,车刀的强度降低,车刀散热差,加快车刀的磨损。
若车刀的后角增大,则可减少后刀面与工件之间的摩擦,切削力也相应减小,工件不易产生热变形。
但后角过大时,车刀的强降低。
总之,在车削薄壁工件时,要求刀柄的刚度要求高,车刀的修光刃不易过长(一般取O.2~O.3mm),刃口要锋利。
在车刀的角度选取方面遵循以下原则:1、选用较大的主偏角,增大主偏角可减小主切削刃参加工作的长度,并有利于减小径向切削分力。
2、适当增大副偏角,可以减少副切削刃与工件之间的摩擦,从而减少切削热,有利于减小工件热变形。
3、前角适当增大,应尽量使车刀锋利,切削轻快,排屑顺畅,促使减小切削力和切削热。
4、刀尖圆弧半径要小。
车刀的几何参数可参考下列要求:1、外圆精车刀。
Κr = 90°~93°,Κ′r = 15°,a o = 14°~16°,a o1= 15°,γ0适当增大。
2、内孔精车刀。
Κr = 88°~90°,Κ′r = 10°~15°,γ0 = 10°~15°,a o = 14°~16°,a o1= 6°~8°,λs= 5°~6°。
二、切削用量的选择薄壁工件刚度低、易变形,在车削加工过程中切削用量的选择对加工质量影响很大,如果背吃刀量和进给量增大,则切削力增大,工件变形也增大,对加工质量不利。
如果减小背吃刀量,增大进给量,工件的表面残余面积增大,表面粗糙值加大,对加工质量也不利。
简述车刀前角、后角的大小对切削过程的影响。

简述车刀前角、后角的大小对切削过程的影
响。
车刀前角和后角是车削加工中两个非常重要的角度参数。
它们的大小对切削过程有着非常重要的影响。
前角是车刀刃口和切削面之间形成的角度。
它的大小对切削过程有着较大的影响。
如果前角较小,则车刀切入工件时刃口会直接接触工件表面,这容易导致刃口的磨损、工件毛刺增多,而且还会增加车削力,降低车刀的寿命。
如果前角过大,车削效率会下降,并且会引起加工时的振动和噪音。
因此,前角的大小要在满足加工要求的前提下,尽可能地小。
后角是车刀刃口和后角面之间形成的角度。
后角主要是为了增加车刀的强度和稳定性,提高切削效率和精度。
通常情况下,后角的大小要大于前角,这样车床上的切削力才会稳定,车削精度才能得到保证。
如果后角过小,车刀强度不足容易出现刃口折断、车削不平整等问题。
总之,车刀前角和后角大小的选择应该是在兼顾切削效率、切削质量和车刀使用寿命等多种因素的基础上进行的。
我们可以根据具体加工情况和车床的相应参数来选择合适的前角和后角大小,以实现最佳的车削效果。
同时,车床操作者也应该注意对车床加工过程中各种参数的关注和调整,以确保加工过程的安全、稳定和高效。
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车刀角度对切削加工的影响(以车削为例)大前角刃口锋利,切屑变小,切削力小,切削轻快。
但易产生崩刃。
后角作用主要是减少后刀面和过渡表面之间的摩擦。
增大后角可减少摩擦,提高已加工表面质量和刀具使用寿命,并使切削刃锋利。
但是后角过大,楔角减小,降低切削刃的强度,减少散热体积,磨损反而加剧,降低刀具的耐用度。
主偏角影响切削层的形状,切削刃的工作长度和单位切削刃上的负荷。
减少κr,主切削刃单位长度上的负荷减少,刀具磨损小,耐用度提高,使已加工表面粗糙度减小。
较小的主偏角容易形成长而连续的螺旋屑,不利于断屑,因此对切屑控制严格的自动化加工,宜取较大的主偏角。
副偏角影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度。
减少κr´,减少表面的粗糙度的数值,还可提高刀具强度,改善散热条件。
过小,会使副切削刃与已加工面的摩擦增加,引起震动,降低表面质量和刀具耐用度。
副偏角的大小主要根据已加工表面粗糙度要求和刀具强度来选择,不引起振动的情况下,尽量取小值。
车刀的角度对加工质量及效率的影响车刀的主要标注角度有以下5个:1.前角2.主后角3.主偏角4.副偏角5.刃倾角根据经验主偏角和副偏角构成刀尖角度,这个角度要根据粗精加工而定,粗加工时由于主要目的是去除大量的余量,所以这个角度可以适当的大一些,以适应大的进给量;精加工时,余量较少,要保证好的表面质量,所以刀尖角度要小,断屑槽要开的深一些,以免切屑流经已加工表面划伤工件表面。
还有刃倾角,负的刃倾角可以保护切削刃,承受大的进给量,反之则可以提高表面质量。
车刀前角对刀具切削性能影响的研究关于前角大小要根据加工工艺和工件材料来选择!1.前角有正前角和负前角之分(还有一种是0度前角多用于石墨加工)2.取正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热,使切削轻快,提高已加工表面的质量。
3.取负前角的目的是在于改善刃部的受力状况和散热条件,提高切削刃强度和耐冲击能力。
4.加工塑性材料时,因切屑呈带状,沿刀具前面流出时和前面接触长度L较长,摩擦较大,为减少变形和摩擦,一般采用正前角.工件材料塑性愈大,强度和硬度愈低时,前角应选得愈大。
加工脆性材料时,产生崩碎切屑,切屑与刀具前面接触长度L较短,切削力集中作用在切削刃付近,且产生冲击,容易造成崩刃,所选前角应比加工塑性材时小一些,以提高切削刃强度和散热能力。
其他:加大前角可抑制或消除积屑瘤,降低径向切削分力。
加工硬度高时,机械加度大及脆性材料时,应取较小的前角;加工硬度低,机械强度小及塑性材料时,取较大的前角;粗加工应取较小的前角,精加工取较大的前角;高速切削时,前角对切屑的变形及切削力的影响较小,可取较小的前角.机床、夹具、工件、刀具系统刚性差时,应取较大的前角;车刀几何角度对切削加工的影响刀具的几何角度石墨刀具选择合适的几何角度,有助于减小刀具的振动,反过来,石墨工件也不容易崩缺;(1)前角,采用负前角加工石墨时,刀具刃口强度较好,耐冲击和摩擦的性能好,随着负前角绝对值的减小,后刀面磨损面积变化不大,但总体呈减小趋势,采用正前角加工时,随着前角的增大,刀具刃口强度被削弱,反而导致后刀面磨损加剧。
负前角加工时,切削阻力大,增大了切削振动,采用大正前角加工时,刀具磨损严重,切削振动也较大。
(2)后角,如果后角的增大,则刀具刃口强度降低,后刀面磨损面积逐渐增大。
刀具后角过大后,切削振动加强。
(3)螺旋角,螺旋角较小时,同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长,切削阻力最大,刀具承受的切削冲击力最大,因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。
当螺旋角去较大时,铣削合力的方向偏离工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧,因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。
因此,刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的,所以在选择方面一定要多加注意。
通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试,PARA刀具优化了相关刀具的几何角度,从而使得刀具的整体切削性能大大提高。
3、刀具的涂层金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点,现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择,也最能体现石墨刀具优越的使用性能;金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性;但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段,还有成本的投入都是很大的,所以金刚石涂层在近期不会有太大发展,不过我们可以在普通刀具的基础上,优化刀具的角度,选材等方面和改善普通涂层的结构,在某种程度上是可以在石墨加工当中应用的。
金刚石涂层刀具和普通涂层刀具的几何角度有本质的区别,所以在设计金刚石涂层刀具时,由于石墨加工的特殊性,其几何角度可适当放大,容削槽也变大,也不会降低其刀具锋口的耐磨性;对于普通的TiAlN涂层,虽然比无涂层的刀具其耐磨有显著的提高,但比起金刚石涂层来说,在加工石墨时它的几何角度应适当放小,以增加其耐磨性。
对金刚石涂层来说,目前世界上众多的涂层公司均投入大量的人力和物力来研究开发相关涂层技术,但是至今为止,国外成熟而又经济的涂层公司仅仅限于欧洲;PARA作为一款优秀的石墨加工刀具,同样采用目前世界最先进的涂层技术对刀具进行表面处理,以确保加工寿命的同时,保证刀具的经济实用。
4、刀具刃口的强化刀具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视,而又是十分重要的问题。
金刚石砂轮刃磨后的硬质合金刀具刃口,存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。
石墨高速切削加工刀具性能和稳定性提出了更高的要求,特别是金刚石涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理,才能保证涂层的牢固性和使用寿命。
刀具钝化目的就是解决上述刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。
5、刀具的机械加工条件选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。
(1)切削方式(顺铣和逆铣),顺铣时的切削振动小于逆铣的切削振动。
顺铣时的刀具切入厚度从最大减小到零,刀具切入工件后不会出现因切不下切屑而造成的弹刀现象,工艺系统的刚性好,切削振动小;逆铣时,刀具的切入厚度从零增加到最大,刀具切入初期因切削厚度薄将在工件表面划擦一段路径,此时刃口如果遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒,都将引起刀具的弹刀或颤振,因此逆铣的切削振动大;(2)吹气(或吸尘)和浸渍电火花液加工,及时清理工件表面的石墨粉尘,有利于减小刀具二次磨损,延长刀具的使用寿命,减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响;(3)选择合适的高转速及相应的大进给量。
综述以上几点,刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件,在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色,缺一不可,相辅相成的。
一把好的石墨刀具,应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命、能够深雕刻加工、能节约加工成本其他回答:精车机夹车刀一般采用工作前角20°,主后角8°~9°,楔角b≤62°。
通过切削实践可知,增大楔角会使切削抗力增大,反之减小楔角,切削抗力也会减小,在精加工时应采用较小楔角,从而使刀具锋利,切削轻快。
刃倾角通常选为0°~1°,选择小的刃倾角能使切屑在断屑槽内向刀体后部排出,以免划伤已加工表面。
副后角、副偏角较小,使副后刀面与工件已加工面有较长的接触面积,达到修整切削谷峰轨迹、降低表面粗糙度的目的。
主偏角为90°,既能降低径向切削抗力,又能适应多台阶零件的加工。
摘要:合理选择车刀几何角度,有利于改善加工条件,提高被加工工件质量,延长刀具与设备的使用寿命,本文从车刀几何角度对切削力、切削热和刀具耐用度影响等角度,分析车刀几何角度选择的一般原则。
关键词:几何角度;切削力;切削热;耐用度中图分类号:TG50 文献标识码:B 文章编号:1008-3219(2002)01-0069-02车刀几何角度是指车刀切削部分各几何要素之间,或它们与参考平面之间构成的两面角或线、面之间的夹角。
它们分别决定着车刀的切削刃和各刀面的空间位置。
根据“一面二角”理论可知,车刀的独立标注角度有六个,它们分别是:确定车刀主切削刃位置的主偏角Kr和刃倾角λs;确定车刀前刀面Ar与后刀面Aa的前角ro和后角ao;确定副切削刃及副后刀面Aa′的副偏角Kr′和副后角ao′(见图1)。
这些几何角度对车削过程影响很大,其中尤其以主偏角Kr、前角ro、后角ao和刃倾角λs的影响更为突出,科学合理地选择车刀的几何角度,对车削工艺的顺利实施起着决定性作用。
下面就从车刀几何角度对切削力、切削热和刀具的耐用度的影响分析着手,本着使切削轻便、质量稳定,延长刀具使用寿命的宗旨,确定科学的车刀几何角度的一般性原则。
一、车刀几何角度对切削力的影响在金属切削时,刀具切入工件,将多余材料从工件上切除会产生强烈的力的作用,这些力统称为切削力。
切削力主要来源于被加工材料在发生弹性和塑性变形时的抗力和刀具与切屑及工件表面之间的摩擦作用。
根据切削力产生的作用效果的不同,可将切削力分解成三个相互垂直方向的分力。
它们分别是:主切削力Fz,进给抗力Fx和切深抗力Fy,其中Fz是切削总力Fr沿主运动切向分解而得,是计算车刀强度,设计机床零件,确定机床功率的主要依据;Fx也叫轴向力,它是Fr沿工件轴向的分力,是设计进给机构,计算车刀进给功率所必需的;Fy也叫径向力,它是Fr沿着工件径向的分力,它不消耗机床功率,但是当机床或工艺系统刚度不足时,易引起振动。
(一)前角ro对切削力的影响前角ro增大,剪切角Φ随着增大,金属塑性变形减小,变形系数ξ减小,沿前刀面的摩擦力减小,因此切削力减小。
但对于脆性材料而言,前角ro的变化则不会对车削力产生较大的影响,这是因为脆性材料在车削时,切屑变形和加工硬化都很小,变形抗力自然会随之减小。
同时,实验还证明,前角ro的增大,对切削分力Fx、Fy的影响程度也不一样,当主偏角Kr较大时,对Fx 的影响较明显,而当主偏角Kr较小时,则对Fy的降低幅度更大些(见图2)。
(二)主偏角Kr对切削力的影响主偏角Kr的改变,使得切削面积的形状和切削分力Fxy的作用方向改变,从而使切削力也随之变化。
实验证明,主偏角Kr 增大,切削厚度也随之增大,切削变厚,切削层的变形减小,因此主切削力也随之减小,如图3所示。
但当Kr增大到60°-75°后,Fz又随着Kr的增大而有所回升,这是因为此时刀尖圆弧所占的切削工作比例增大,使切屑变形和排屑阻力增大,又使主切削力Fz增大。
根据切削力分解公式:Fy=FxycosKr;Fx=FxysinKr可知,主偏角Kr 增大,使Fy减小,Fx增大,这有利于减轻工件的变形和系统的振动。