第十章刀具合理几何参数的选择

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粗加工时取大值,精加工时取小值。
4、由于副倒棱增强了切削刃,所以可相对采用较 大的前角。
5、副倒棱较宽时,使 切屑完全沿倒棱流出,则副 倒棱起到了副前角的作用。
第一节 前角及前刀面形状的选择
二、倒棱及其参数的选择
6、进给量很小时(f≤0.3mm/r)的精加工刀具, 不宜磨出倒棱;
7、加工铸铁、铜合金等脆性材料时的刀具,以及 形状复杂的成形刀具,一般不磨出倒棱;
第二节 后角的选择
第二节 后角的选择
二、决定后角大小的主要因素
后角的大小,主要取决于切削厚度,或进给量。
从图中可以 看出:硬质 合金刀具比 高速钢刀具 后角要大: 主要是考虑 对刀具的强 度的影响。
第二节 后角的选择
二、决定后角大小的主要因素
1、切削厚度较小时,宜采用较大的后角; 切削厚度较大时,宜采用较小的后角;
b:对已加工表面起一定的烫压作用。
(3)对尺寸精度要求较高的刀具,宜采用较小的 后角。原因:NB一定时,较小的后角可使刀具 耐用度提高(如前图10-8所示),切削尺寸稳定。
车削钢和铸铁时,后角一般取4°~ 6°;切断刀副后 角一般取1°~ 2°。见图10-10所示。
第二节 后角的选择 后角的选择原则:
二、倒棱及其参数的选择
目的:增强切削刃、减小刀具破损。 同学们注意:倒棱、修光刃和消振棱的区别。
第一节 前角及前刀面形状的选择
二、倒棱及其参数的选择
1、倒棱的主要作用是:增强切削刃,减小刀具破 损。
2、另外,刀具倒棱处楔角增大,散热条件改善。
3、倒棱的宽度,一般与切削厚度或进给量有关, 通常取bγ1=0.2~1.0mm,或bγ1=(0.3~0.8)f。 (补充工艺知识,RUS110工艺讲解)
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
2、主偏角减小,可提高刀具耐用度 (1)主偏角减小,切削宽度增加,单位切削刃上
负荷减小,散热条件改善; (2)主偏角减小,刀尖角增大,刀尖强度提高,
刀尖散热体积增大; (3)主偏角减小时,最先与工件接触的是远离刀
尖的地方,可减少因切入冲击对刀尖的损坏。 3、主偏角对加工表面粗糙度的影响
小些)
2)断续切削:λ S < 0(保护刀尖) 3)工件σ b、HB大:λS < 0(保护刀尖)
(3)刃倾角的存在,使切削面积在切入时由小到大, 实现平稳切削;
(4)影响刀具的锋利程度:斜切时,实际增大了前 角
(5)影响分力的大小: λs增大,径向切削分力增大, 影响系统刚性。
刃倾角控制切屑流向,影响加工质量
刃倾角为负时,切 屑流向已加工表面
• 刃倾角控制切屑流向,影响加工质量
• 刃倾角小于0°时,切屑流向易加工 表面
的修光刃刀具,如图所示。 修光刃长度bε′=(1.2~1.5)f, 端铣刀时, bε′=(4~6)f 。 带有副刀刃的刀具切削时,径向分离Fy很大,
要求工艺系统刚性较高,否则易造成切削过程振 动。
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
它山之石——参考
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
第二节 后角的选择
一、增大后角,可提高刀具耐用度的原因
1、增大后角,可减小弹性恢复层与后到面的接触 长度,因而减小后刀面的摩擦与磨损;
2、后角增大,楔角减小,刀刃钝圆半径减小,可 减小工件表面的弹性恢复;
3、在磨损标准VB一定的情况下,后角的增大,可 使刀具磨去较大体积的刀具材料,因而增加了刀 具寿命。 后角太大时,由于楔角的减小,将消弱切削刃 的强度。 如下图所示
卷屑槽的分类: a 直线圆弧形;b 直线形; c 全圆弧形
1、直线圆弧形:圆弧半径Rn较小时,切屑变形大, 易于折断;但太小时,切屑易于堵塞在槽内,增 大切削力,造成崩刃。 一般情况下,Rn=(0.4~0.7)Wn
第一节 前角及前刀面形状的选择
三、带卷屑槽的前刀面形状及其参数的选择
2、直线形卷屑槽 直线形卷屑槽的槽底角,对切屑的卷曲变形由直接
减小主偏角,提高加工表面粗糙度
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
4、主偏角对系统刚性的影响 (1)减小主偏角,导致径向分力Fy增加(请同学
们分析原因?),使切削过程中产生挠度f,降 低加工精度; (2)在工艺刚性不足的情况下, Fy增加会引起振 动,降低表面粗糙度。 5、主偏角选择原则 (1)工艺刚性很强时,选用较小的主偏角; (2)工艺刚性不足时,选用较大的主偏角。
下,能够获得最高刀具耐用度,达到提高效率或 降低生产成本的几何参数。 下面将就每个因素进行分析:
第一节 前角及前刀面形状的选择
一、前角的功用及选择 1)增大前角,可以减小切屑变形,减小切削热,
提高刀具耐用度; 2)增大前角会使楔角减小,降低了刀刃强度,易
崩刃;同时减小了导体的散热面积,降低刀具耐 用度。
主、副偏角的选择原则 主偏角主要根据加工条件和工艺系统刚性 来选择 副偏角主要考虑表面粗糙度、刀尖强度和 散热面积来选择。
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
三、刀尖形状及尺寸的选择 1、刀尖处的工作特点: (1)强度差、散热条件差; (2)切削温度高,很易磨损。 由前面分析可知,刀尖部分的形状,对残留面积高
第十章 刀具合理几何参数的选择
第一节 前角及前刀面形状的选择 第二节 后角的选择 第三节 主偏角、副偏角及刀尖形状的选择 第四节 刃倾角的选择
合理选择刀具几何参数
刀具合理几何参数的基本内容 1、刀具的切削角度:前角、后角、主偏角、副偏角、
刃倾角等。问题:倒棱、消振棱、修光刃的区别? 2、刀具合理几何参数的概念:指在保证质量的前提
偏角取90°~93°; 硬纸合金刀具主偏角一般取60°~75°。
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
它山之石——参考
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
二、副偏角的功用及选择 1、副切削刃的作用,是最终形成已加工表面。副
偏角的大小对刀具耐用度及表面粗糙度都有影响。 (1) 减小副偏角,会增大副后刀面与已加工表面
3)用硬质合金加工强度很大的钢件或淬硬钢,特 别是断续切削时,常采用副前角(-5°~-20°) 但副前角会增大切削力(特别是Fy力)和能量, 易引起机床振动,只有在工件材料强度和硬度很 高,切削时冲击很大时,才采用副前角。 加工一般脆性材料时,这类材料一般抗压强度 大于抗拉强度,用正前角即容易切削,不用副前 角。
3、过度刃形式的选择 (1)圆弧过度刃:精加工时常采用。
1)对于硬质合金和陶瓷刀具, rε =0.5~1.5mm; 2)增大rε,可减小刀具的磨损和破损,Fy力也增大, 工艺系统刚性不高时,易引起振动; 3)刀具材料脆性较大时,对振动敏感,宜选用较小 的刀尖圆弧半径; 4)精加工比粗加工rε小。
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
精加工:防止摩擦选较大的角
①加工精度 粗加工:增加刀头的强度选较 小的后角
②加工材料
塑性金属:选较大的后角 脆性材料:选较小的后角 硬度、强度较高的材料:选较
小的后角
第三节 主偏角、副偏角及刀尖形状的选择
一、主偏角的功用及选择
1.主偏角的功用 ①影响已加工表面残留面积的高度 ②影响各切削分力的比例 ③影响刀尖的强度和刀具耐用度 ④影响断屑
8、在断续切削时,可以增大钝圆半径,以提高刀 具的寿命。钝圆同时还起到对易加工表面切挤烫 压作用及消振作用,对提高易加工表面粗糙度有 利。
第一节 前角及前刀面形状的选择
三、带卷屑槽的前刀面形状及其参数的选择
第一节 前角及前刀面形状的选择
三、带卷屑槽的前刀面形状及其参数的选择
为了控制切屑的形状,常在前刀面上磨出卷屑槽, 如上图所示。
理耐用度是不同的:软钢最大,中硬钢次之,铸 铁最小。说明: 1)加工塑性材料时,应 选用较大的前角;加工脆 性材料(如铸铁等)时,应选用较小的前角。
加工钢件时,宜选用较大的前角,一般取 10°~20°
加工铸铁时,选用较小的前角,一般取 5°~15° 2)工件材料强度或硬度较小时,宜选用较大的前角。
第一节 前角及前刀面形状的选择
的摩擦,降低刀具耐用度; (2)副后角过小,会增加工艺系统振动; (3)增大副后角,会使刀尖强度降低,散热条件
恶化。 (4)减小副后角,会提高背加工零件粗糙度。
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
二、副偏角的功用及选择 2、副后角的选择 (1)工艺系统刚性较好时,在不产生振动的情况
下,取较小的副偏角; (2)为了提高表面粗糙度,可采用带副偏角为零
2、进给量的影响:车刀合理的后角取值如下: f≤0.25mm/r时,可选用10 ° ~20 °; f>0.25mm/r时,可选用15° ~8 °
二、决定后角大小的主要因素
3、其它因素的影响
1)工件材料强度或硬度较高时,宜采用较小的后 角;
工件材料较软、塑性较大的材料,应取较大的 后角;
2)当工艺系统刚性较差时,为了减小振动,宜采 用较小的后角。为了进一步减小或消除切削时的 振动:
度及表面粗糙度影响很大。 功用:刀尖过度刃可显著提供刀具的耐崩刃性和耐
磨性,从而提高刀具的耐用度。
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
三、刀尖形状及尺寸的选择 2、刀尖处的过度刃的几种形式:
刀具过度刃的几种形式
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
外圆车刀的刃形
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
的影响。 一般取槽底角等于 110°~130° 3、全圆弧形卷屑槽 可获得较大的前角,而不至于使切削刃部分强度影
响很大。 4、卷屑槽长度Wn对切屑变形影响很大影响:
Wn小,易断屑,太小,切屑飞溅; Wn大, 不易断屑。 一般取Wn=(7~10)f
第二节 后角的选择
后角数值合理与否直接影响已加工表面 的质量、刀具使用寿命和生产率。 后角的功用 ①影响后刀面与加工表面之间的摩擦 ② 影响加工工件的精度 ③影响刀具耐用度和刃口的强度
3、过度刃形式的选择 (2)直线过度刃 直线过度刃如前图所示
krε≈0.5 kε,
过度刃长度bε=0.5~2mm, 或bε=(1/4~1/5)ap 对于切断刀具:bε ≈0.25B (B为切断刀宽度)
第四节 刃倾角的选择
刃倾角的功用及其选择
1、刃倾角的功用
(1)控制切屑流出方向;
(2)影响刀头强度及断续切削时,切削刃上受冲击 位置。λs>0,刀尖先接触; λs<0,远离刀尖处 的切削刃先接触。
第四节 刃倾角的选择
• 刃倾角大于0°时,切屑流向床头箱
刃倾角为正时,切 屑流向待加工表面
第四节 刃倾角的选择
• 刃倾角等于0°时,切屑沿主切削刃法线 方向
刃倾角为零时切屑 流向加工表面
第四节 刃倾角的选择
2、刃倾角的选择
根据加工性质和加工条件选择
1)粗加工λS < 0(保护刀尖)精加工λS > 0(使FP
(1)在车刀后到面上磨出bα1=0.1~0.2mm,αo1=0° 的刃带;见下图
(2)或磨出 bα1=0.1~0.3mm,αo1=-5°~ -10°的消振 棱。见下图
后刀面
后刀面
第二节 后角的选择
减小后角、设置消振棱,可提高工艺系统刚性、提 高加工表面粗糙度的主要原因:
a :增加了后刀面与已加工表面之间的接触面积, 可以产生同振动位移方向相反的摩擦阻力;
第一节 前角及前刀面形状的选择
3、合理选择前角,还应考虑一些具体的加工条件 1)粗加工时,特别在断续切削时,采用较小的前
角; 2)精加工时,采用较大的前角。 3)工艺系统较差,或电机功率不足时,采用较大
的前角; 4)自动化机床上,为使切削性能稳定,宜采用小
一些的前角。
第一节 前角及前刀面形状的选择
合理的前角γopt,主要取决于刀具材料和工件材
料的种类及性质。
第一节 前角及前刀面形状的选择
1、刀具材料的强度及韧性较高时,可选用较大的பைடு நூலகம்
前角;
T
硬质合金
高速钢
opt opt
前角的合理数值
o
刀具的合 理前角
第一节 前角及前刀面形状的选择
2、刀具的前角还取决于工件材料的种类和性质 从图10-2可以看出:加工不同的工件材料刀具的合
第三节 主偏角、副偏角及刀剑形状的选择
主偏角选择原则实例: (1)工艺系统刚性高,加工冷硬铸铁和淬硬钢时,
主偏角取10°~30°; (2)系统刚性较好(lw/dw<6),主偏角取
30°~45°; (3)系统刚性较差(lw/dw=6~12)、切削时带有
冲击、断续切削时,主偏角取60°~75°; (4)系统刚性差(lw/dw>12),如细长轴时,主
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