刀具主要幾何角度及選擇

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:5370

  金屬切削刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素、幾何角度與斧頭等刀具有許多共同的特征。如圖1,各種多齒刀具或復(fù)雜刀具,就其一個刀齒而言,都相當(dāng)于一把斧頭的刀頭 ,F(xiàn)以熟悉的車刀為例說明刀具主要幾何角度。


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圖1  刀具的切削部分


1.車刀切削部分的組成  


車刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖組成(如圖2)。



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圖2   硬質(zhì)合金外園車刀


(1) 前刀面  刀具上切屑流過的表面。


(2) 主后刀面  刀具上與工件上的加工表面相對著并且相互作用的表面,稱為主后刀面。


(3) 副后刀面  刀具上與工件上的已加工表面相對著并且相互作用的表面,稱為副后刀面。


(4) 主切削刃  刀具上前刀面與主后刀面的交線稱為主切削刃。


(5) 副切削刃  刀具上前刀面與副后刀面的交線稱為副切削刃。

(6)刀尖  主切削刃與副切削刃的交點稱為刀尖。刀尖實際是一小段曲線或直線,稱修圓刀尖和倒角刀尖。


2.車刀切削部分的主要角度


(1)測量車刀切削角度的輔助平面


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圖3    測量車刀的輔助平面


為了確定和測量車刀的幾何角度,需要選取三個輔助平面作為基準(zhǔn),這三個輔助平面是切削平面、基面和正交平面,如圖3所示。


1)切削平面Ps  切削平面是切于主切削刃某一選定點并垂直于刀桿底平面的平面。


2)基面Pr   基面是過主切削刃某一選定點并平行于刀桿底面的平面。


3)正交平面P0  主剖面是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。


可見這三個坐標(biāo)平面相互垂直,構(gòu)成一個空間直角坐標(biāo)系。


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圖4 車刀的主要角度


(2) 車刀的主要幾何及其選擇 


1)前角前角在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基面間的夾角。前角的正負(fù)方向按圖示規(guī)定表示,即刀具前刀面在基面之下時為正前角,刀具前刀面在基面之上時為負(fù)前角。前角一般在-5°~ 25°之間選取。


前角選擇的原則:前角的大小主要解決刀頭的堅固性與鋒利性的矛盾。因此首先要根據(jù)加工材料的硬度來選擇前角。加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根據(jù)加工性質(zhì)來考慮前角的大小,粗加工時前角要取小值,精加工時前角應(yīng)取大值。


2)后角在正交平面內(nèi)測量的主后刀面與切削平面間的夾角。后角不能為零度或負(fù)值,一般在6°~12°之間選取。


后角選擇的原則:首先考慮加工性質(zhì)。精加工時,后角取大值,粗加工時,后角取小值。其次考慮加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以增強刀頭的堅固性;反之,后角應(yīng)取小值。  


 


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3)主偏角在基面內(nèi)測量的主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。主偏角一般在30°~ 90°之間選取。


主偏角的選用原則:首先考慮車床、夾具和刀具組成的車工工藝系統(tǒng)的剛性,如車工工藝系統(tǒng)剛性好,主偏角應(yīng)取小值,這樣有利于提高車刀使用壽命和改善散熱條件及表面粗造度。其次要考慮加工工件的幾何形狀,當(dāng)加工臺階時,主偏角應(yīng)取90°,加工中間切入的工件,主偏角一般取60 °。



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圖5  刃傾角的符號


。矗└逼在基面內(nèi)測量的副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。副偏角一般為正值。


  副偏角的選擇原則:首先考慮車刀、工件和夾具有足夠的剛性,才能減小副偏角;反之,應(yīng)取大值;其次,考慮加工性質(zhì),粗加工時,副偏角可取10°~15°,粗加工時,副偏角可取5°左右。


         5)刃傾角λs  在切削平面內(nèi)測量的主切削刃與基面間的夾角。當(dāng)主切削刃呈水平時,λs =0°;刀尖為主切刃上最高點時,λs>0°;刀尖為主切削刃上最低點時,λs<0°(如圖5所示)。刃傾角一般在-10°~5°之間選取。


      刃傾角的選擇原則:主要看加工性質(zhì),粗加工時,工件對車刀沖擊大,λs ≥0°,精加工時,工件對車刀沖擊力小,λs ≤0°,一般取λs =0°。 


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