刀具几何参数的合理选择 ppt课件

刀具的几何参数是一个有机的整体，各参数 之间相互联系又相互制约，各参数在切削过程 中对刀具切削性能的影响存在两面性。因此在 进行选择时不能固执一端，要抓主要矛盾。
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2. 刀具合理几何参数的基本内容 1)刃形
刃形是指切削刃的形状。常见的有直线刃、 折线刃、圆弧刃、波形刃等。
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2. 刀具合理几何参数的基本内容 2)切削刃的剖面型式
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主偏角的参考值
工作条件
主偏角（°）
系统刚性大、背吃刀量较小进给量 较大、工件硬度高
系统刚性大（L/d小于6），加工盘 套类零件
系统刚性较小（L/d=6～12）
10～30 30～45 60～75
系统刚性小（L/d大于12）车细长轴、 90～95 阶梯轴
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六、副偏角的的选择
1．副偏角的功用
减小副偏角，会增加副切削刃与已加工
料，选较大的前角。反之，应采用较小的前角。
T
硬 质 合 金
高 速 钢
opt
o
opt
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前 角 的 合 理 数 值
三、前角的选择 2.前角的选择原则 3）加工性质：粗加工时应选较小的前角， 精加工时应选用较大的前角。成形刀具常 用较小的前角，甚至取前角为零度。
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硬质合金车刀合理前角参考值
工件材料
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三、前角的选择 3.前刀面的型式 4）负前角单面型：切削高强度、高硬度材料时， 为使脆性较大的硬质合金刀片承受压应力，而采 用负前角。当刀具磨损主要产生于后刀面时，可 采用负前角单面型。但负前角会增大切削力。
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三、前角的选择 3.前刀面的型式 5）负前角双面型：当刀具前刀面有磨损时，刃 磨前刀面会使刀具材料损失过大，重磨次数减 少，应采用负前角双面型。这时负前角的棱面 应具有足够的宽度，以确保切屑沿该面流出。
刀具材料的化学成分、性能、结构形 式等。 3．具体加工条件
工艺系统刚性、机床功率大小、切削 用量大小、切削液等。
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三、前角的选择 1. 前角的作用 1)影响切削区域的变形程度 2)影响切削刃与刀头的强度、 受力性质和散热条件 3)影响切屑形态和断屑效果 4)影响已加工表面质量
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Pr
来自百度文库
γo2
γo1
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三、前角的选择
2.前角的选择原则
1）工件材料：加工塑性材料时，应选大的前角；
加工脆性材料时，塑性变形小，应选用较小的
前角；工件材料的强度、硬度愈高时，应选用
较小的前角。
T
软钢 中硬钢 铸铁
γopt
γo
γopt
γopt
加工材料不同时前角的合理数值
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三、前角的选择
2.前角的选择原则
2）刀具材料：抗弯强度和冲击韧性大的刀具材
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三、前角的选择 3.前刀面的型式 2）正前角平面带倒棱型：这种型式是沿切削刃 磨出很窄的棱边，称为负倒棱。但倒棱的宽度 一定要使切屑沿前刀面而不是沿负倒棱流出， 否则就是负前角了。这种型式多用于粗加工铸 锻件或断续切削。
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三、前角的选择 3.前刀面的型式 3）正前角曲面带倒棱型：这种型式是在平面带 倒棱的基础上，前刀面上又磨出一个曲面，称 为卷屑槽或月牙槽。常用于粗加工或精加工塑 性材料的刀具。
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高速钢成形车刀的前角和后角
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硬质合金车刀合理后角参考值
工件材料
合理后角（度）
粗车
精车
低碳钢
8～10
10～12
中碳钢
5～7
6～8
合金钢
5～7
6～8
淬火钢
8～10
奥氏体不锈钢
6～8
8～10
灰铸铁
4～6
6～8
铜及铜合金
6～8
6～8
铝及铝合金
8～10
10～12
钛合金
10～15
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四、后角的选择 3.后刀面的形式
刀具几何参数 选择与切削液
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本次课的内容提要 一、刀具合理几何参数 二、刀具合理几何参数选择原则 三、前角的选择 四、后角的选择 五、主偏角的的选择 六、副偏角的的选择 七、刃倾角的选择 八、切削液
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一、刀具合理几何参数 1. 定义
所谓刀具合理几何参数，是指在保证加工 质量和刀具寿命的前提下，能够满足生产率高、 成本低的刀具几何参数。
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五、主偏角的的选择 1. 主偏角的功用
主偏角κr影响切削分力的大小；影响加工表 面粗糙度值的大小；主偏角影响刀具耐用度；影 响工件表面形状。
Fp
Ff Kr’
kr1 kr2
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五、主偏角的的选择 2.主偏角的选择原则 1）在加工强度高、硬度高的材料时，应 选取较小主偏角； 2）在工艺系统刚性不足的情况下，应选 取较大主偏角； 3）根据加工表面形状要求选取主偏角。
切削刃的剖面型式有锋刃、消振棱、倒圆刃、 刃带等。
负倒棱
消振棱
刃带
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2. 刀具合理几何参数的基本内容 3)刀面型式
如卷屑槽、断屑台、后刀面的双重刃磨 等， 4)刀具角度
包括前角、后角、主偏角、刃倾角及副 后角、副偏角等。
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二、刀具合理几何参数选择原则 1．工件材料
工件材料的化学成分、制造方法、热 处理状态、性能等。 2．刀具材料和结构
合理前角（度）
粗车
精车
低碳钢 中碳钢 合金钢
20～25 10～15 10-15
25～30 15～20 15～20
淬火钢
-15～-5
奥氏体不锈钢 灰铸铁
铜及铜合金
15～20 10～15 10～15
20～25 5～10 5～10
铝及铝合金
30～35 35～40
钛合金
5～10
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三、前角的选择 3.前刀面的型式 1）正前角平面型：特点是结构简单、刀刃 锐利，但强度低，传热能力差。多用于切 削脆性材料用刀具、精加工用刀具、成形 刀具和多刃刀具。
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四、后角的选择 1.后角的功用
加大后角：能减小后刀面与过渡表面的 摩擦，减少刀具磨损；可以减小切削刃钝圆 半径，使刀具锋利；改善刀具切削性能降低 工件表面粗糙度。
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四、后角的选择 2.后角的选择原则 1）粗加工时，后角应取小值。精加工时，后角 应取大值。 2）工件材料硬度、强度较高时，应取较小的后 角。 3）工件材料塑性较大，材质较软或容易产生加 工硬化时，应适当加大后角。 4）尺寸精度要求较严时，宜取较小的后角。 5）工艺系统刚性差，容易出现振动，应适当减 小后角。 6）一般车刀副后角做成与主后角相等。切断刀、 铣刀的副后角较小，用以提高刀具强度。
表面的接触长度，能减小表面粗糙度值，并
能提高刀具耐用度。但过小的副偏角会引起
振动。
2．副偏角的选用原则
因副偏角影响表面粗糙度和刀具强度，
所以副偏角主要根据加工性质选取。通常是
在不产生摩擦和振动的条件下，应选取较小