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论述:选择刀具几何角度的原则与方法? 实际中,刀具的几何角度中后角为什么要大于0?

2024-05-28m.verywind.com
论述:选择刀具几何角度的原则与方法?~

一、前角的选择原则:
(1)工件材料的强度、硬度低,塑性好时,应取较大的前角;反之应取较小的前角;加工特硬材料(如淬硬钢、冷硬铸铁等)甚至可取负
的前角
(2)刀具材料的抗弯强度及韧性高时,可取较大的前角
(3)断续切削或精大工时,应取较小的前角,但如果此时有较大的副刃倾角配合,仍可取较大的前角,以减小径向切削力
(4)高速切削时,前角对切屑变形及切削力的影响较小,可取较小前角
(5)工艺系统钢性差时,应取较大的前角
二、后角的选择原则:
(1)精加工时,切削厚度薄,磨损主要发生在后刀面,宜取较大后角;粗加工时,切削厚度大,负荷重,前、后面均要发生磨损、宜取较
小后角
(2)多刃刀具切削厚度较薄,应取较大后角
(3)被加工工件和刀具钢性差时,应取较小后角,以增大后刀面与工件的接触面积,减少或消除振动
(4)工件材料的强度、硬度低、塑性好时,应取较大的后角,反之应取较小的后角;但对加工硬材料的负前角刀具,后角应稍大些,以便刀
刃易于切入工件
(5)定尺寸刀具(如内拉刀、铰刀等)应取较小后角,以免重磨后刀具尺寸变化太大
(6)对进给运动速度较大的刀具(如螺纹车刀、铲齿车刀等),后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异
(7)铲齿刀具(如成形铣刀、滚刀等)的后角要受到铲背量的限制,不能太大,但要保证侧刃后角不小于2°
三、主偏角的选择原则:
(1)工件材料强度、硬度高时,应选择较小的主偏角
(2)在工艺系统刚性允许的条件下,应尽可能采用较小的主偏角,以提高刀具的寿命
(3)在切削过程中,刀具需要作中间切入时,应取较大的主偏角
(4)主偏角的大小还应与工件的形状相适应(如车阶梯轴,铣直角台阶等)
(5)采用小主偏角时应考虑到切削刃有效长度是否足够。
四、副偏角的选择原则:
(1)工件或刀具钢性较差时,应取较大的副偏角
(2)精加工刀具应取较小的或零度副偏角,以加副切削刃对工件已加工表面的修光作用
(3)在切削过程中需要作用中间切入或双向进给的刀具,应取较大的副偏角
(4)切断、切糟及孔加工刀具的副偏角应取较小值,以保证重磨后刀具尺寸变化量较小
五、刃倾角的选择原则:
(1)精加工时刃倾角应取正值,使切屑流向待向工表面,以免划伤已加工表面
(2)冲击负荷较大的断续切削,应取较大负值的刃倾角,以保护刀尖,提高切削平稳性,此时可配合采用较大的前角,以免径向切削力过大
(3)加工高硬度材料时,可取负值倾角,以提高刀具强度
(4)微量切削的精加工刀具可取特别大的刃倾角
(5)孔加工刀具(如镗刀、铰刀)的刃倾角方向,应根据孔的性质决定。加工通孔时,应取正值刃倾角,使切屑由孔的前方排出,以免划伤孔壁;加工盲孔时,应取负值刃倾角,使切屑向后排出

刀具的后角应该大于0°是为了减少刀具的后面与工件的摩擦。如果等于0°的话,随着刀具使用中的磨损,刀具的后面就会由于与工件接触,破坏已加工的表面的粗糙度。而且后面顶住了工件, 也会 影响刀具切削刃的加工。

一、前角的选择原则:
(1)工件材料的强度、硬度低,塑性好时,应取较大的前角;反之应取较小的前角;加工特硬材料(如淬硬钢、冷硬铸铁等)甚至可取负 的前角
(2)刀具材料的抗弯强度及韧性高时,可取较大的前角
(3)断续切削或精大工时,应取较小的前角,但如果此时有较大的副刃倾角配合,仍可取较大的前角,以减小径向切削力
(4)高速切削时,前角对切屑变形及切削力的影响较小,可取较小前角 (5)工艺系统钢性差时,应取较大的前角

二、后角的选择原则:
(1)精加工时,切削厚度薄,磨损主要发生在后刀面,宜取较大后角;粗加工时,切削厚度大,负荷重,前、后面均要发生磨损、宜取较 小后角
(2)多刃刀具切削厚度较薄,应取较大后角
(3)被加工工件和刀具钢性差时,应取较小后角,以增大后刀面与工件的接触面积,减少或消除振动
(4)工件材料的强度、硬度低、塑性好时,应取较大的后角,反之应取较小的后角;但对加工硬材料的负前角刀具,后角应稍大些,以便刀 刃易于切入工件
(5)定尺寸刀具(如内拉刀、铰刀等)应取较小后角,以免重磨后刀具尺寸变化太大
(6)对进给运动速度较大的刀具(如螺纹车刀、铲齿车刀等),后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异
(7)铲齿刀具(如成形铣刀、滚刀等)的后角要受到铲背量的限制,不能太大,但要保证侧刃后角不小于2°

三、主偏角的选择原则:
(1)工件材料强度、硬度高时,应选择较小的主偏角
(2)在工艺系统刚性允许的条件下,应尽可能采用较小的主偏角,以提高刀具的寿命
(3)在切削过程中,刀具需要作中间切入时,应取较大的主偏角
(4)主偏角的大小还应与工件的形状相适应(如车阶梯轴,铣直角台阶等)
(5)采用小主偏角时应考虑到切削刃有效长度是否足够。

四、副偏角的选择原则:
(1)工件或刀具钢性较差时,应取较大的副偏角
(2)精加工刀具应取较小的或零度副偏角,以加副切削刃对工件已加工表面的修光作用
(3)在切削过程中需要作用中间切入或双向进给的刀具,应取较大的副偏角
(4)切断、切糟及孔加工刀具的副偏角应取较小值,以保证重磨后刀具尺寸变化量较小

五、刃倾角的选择原则:
(1)精加工时刃倾角应取正值,使切屑流向待向工表面,以免划伤已加工表面
(2)冲击负荷较大的断续切削,应取较大负值的刃倾角,以保护刀尖,提高切削平稳性,此时可配合采用较大的前角,以免径向切削力过大
(3)加工高硬度材料时,可取负值倾角,以提高刀具强度
(4)微量切削的精加工刀具可取特别大的刃倾角
(5)孔加工刀具(如镗刀、铰刀)的刃倾角方向,应根据孔的性质决定。加工通孔时,应取正值刃倾角,使切屑由孔的前方排出,以免划伤孔壁;加工盲孔时,应取负值刃倾角,使切屑向后排出

材料较软时:选择大的前角,排削更加充分,这时刀刃的强度不是很重要了。材料较硬时:选择小的前角,甚至是负前角,小的主偏角,这时刀刃的强度就很重要了。系统刚性较差时:选择大的主偏角(90度),减少径向切削力。全部后角的选择:粗车时选择小的后角(保证刀刃强度),精车时选择大的后角(保证尺寸和粗糙度要求)。

这是考考试的题???

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和线、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;确定车刀前刀面与后刀面的前角ro和后角ao;确定副切削刃及副后刀面的副偏角Kr′和副后角ao′(附图略)。
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,对车削工艺过程的顺利实施起着决定性作用。下面就从分析车刀几何角度对切削力、切削热和刀具的耐用度的影响着手,本着合理切削轻便、质量稳定,延长刀具使用寿命的宗旨,来研究确定科学合理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,但是机床或工艺系统刚度不足时,容易引起振动。
(一)角度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,变形抗力自然会随着减小。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,当前角ro的增大,对Fx的影响较明显,而当当前角ro较小时,则对Fy的降低幅度更大些。
(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,切屑变厚,切削层的变形减小,因此主切削力也随之减小。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,从而又使主切削力Fz增大。根据切削力分解公示: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。因此,在工程上我们往往采用较大主偏角的车刀切削细长轴类零件,来减小径向分力Fy。
(三)刃倾角λs对切削力的影响
刃倾角λs对切削力Fz影响很小,但对进给抗力Fx和切深抗力Fy的影响较大。当λs由正值向负值变化时,使刀具受到的正压力的方向发生了变化,从而改变了切削合力Fr及其分力Fxy的作用方向,使Fy增大,Fx减小。由此可见,从切削力角度分析,切削时不宜选用过大的负刃倾角,否则会增大Fy的作用而产生振动。
二、车刀几何角度对切削热的影响
车削过程所消耗的能量 ,除了极少部分用以形成新表面和潜藏能以外,绝大部分都转换为热能,以切削热的形式表现出来,使工艺系统的温度升高。分析可知,车削时热量主要来源于切屑 的变形功和前、后刀面的摩擦力。这些热量产生后又将通过切屑、工件、刀具和周围介质传出,使产热与散热达到动态平衡状态,此时工艺系统的切削温度就是稳态切削温度。影响切削与切削温度的因素很多,这里分析车刀几何角度对其产生的影响。
(一)前角ro对切削温度的影响
前角增大,使切削力下降,切削的变形和工艺系统的摩擦减轻,使产生的切削热减少,从而降低了切削温度。事实上,切削温度的高低不仅取决于工艺系统产生热量的多少,还受工艺系统散热条件的影响。实验证明。当车刀的前角增大到16°左右时,由于车刀的楔角减少后使刀具的散热条件变差,切削温度反而有一些回升。
(二)主偏角Kr对切削温度的影响
主偏角Kr减少时,使切削宽度增大,使切削厚度减小,切削变形和摩擦减轻,同时,切削宽厚度增大,散热条件改善,又有利于降低切削温度。因此,当工艺系统刚性足够时,采用小的主偏刀切削,是降低切削温度、提高刀具的耐用度的一个重要措施,尤其是切削难加工材料时效果更显著(附图略)。
三、车刀几何角度对刀具耐用度的影响
车刀在切削加工过程中,受切削和工件表面的摩擦,使用一段时间后,它就会钝化,从而失去切削的能力,这时就要对刀具进行重磨或更换刀片。刀具的耐用度用来衡量刀具连续切削时间长短的参量。它是指刀具从开始使用至达到磨损限度为止所用的切削时间,它是衡量刀具切削性能的重要指标。由于刀具几何角度对耐用度的影响较大,合理选择刀具几何角度,可以大幅度提高刀具的耐用度,因此刀具的耐用度也是衡量刀具几何角度先进与否的重要标志。
(一)前角ro对刀具耐用度的影响
适当增加前角,有利于减少切削力,降低切削温度,使刀具的耐用度提高。但是,如果前角增大到一定值以后,会使刀刃强度下降,散热条件逐渐变差,而且刀刃易于产生破损,耐用度反而会下降。因此前角ro对刀具耐用度的影响呈山峰状,它的峰顶初前角值使刀具的耐用度最高,切削不同的材料时,刀具的耐用度达到最高的前角值也不相同(附图略)。
(二)主偏角Kr对刀具耐用度的影响
主偏角缩小,增大了刀具强度,改善了刀具的散热条件,使刀具的耐用度升高。另外。适当减小副偏角Kr′还能降低摩擦,提高刀具强度,改善散热条件,使刀具耐用度升高。当然,随着主偏角Kr和副偏角Kr的减小,会使系统的切深抗力Fy增大,当系统刚性不足时,会引起振动而影响加工质量。
四、如何正确选择科学合理的车刀几何角度
评价车刀的几何角度对车削工艺过程的影响,应该用辩证的观点去分析,同时还应该综合考虑车刀几何角度对切削过程中的切削力、切削热和刀具的耐用度的影响,从而选择科学合理的几何角度。
(一)车刀前角选择原理
前角主要影响切削过程中的变形和摩擦、刀具强度,改变散热条件,影响刀具的耐用度。选择前角时,应该综合考虑材料和加工工艺的要求。一般认为,在刀具强度允许的条件下,尽量选用大前角。例如,高速钢的强度高、韧性好,硬度合金脆性大、怕冲击,因此,高速钢刀具的前角可比硬质合金脆性大、怕冲击,因此,高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具的前角大5°左右,陶瓷刀具的脆性更大,前角不能太大。另外,如果被加工的材料导热系数低,应该选择小前角车刀,以改善系统的散热效果,提高车刀的耐用度。特别需要说明的是,在加工高强度材料时,为了防止车刀的破损,常采用负前角,以提高车刀的使用寿命。
(二)车刀后角的选择原理
后角主要影响切削时的摩擦和刀具强度。当工件材料的强度、硬度较高时,宜取较小后角,以提高刀具强度;当工艺系统刚性较差时,应适当减小后角,防止系统产生振动;当对于尺寸精度要求较高的刀具,宜采用较小后角。
(三)主偏角的选择原则
主偏角主要影响刀具强度、耐用度和工艺系统加工的稳定性。一般认为,在工艺系统刚性不足时,常取较大主偏角,以切小切削力。加工高强度、高硬度材料时,取较小主偏角以提高刀具的耐用度。副偏角影响工件的表面质量和刀具强度,在系统不易产生振动和摩擦的条件下,应选择较小的副偏角。
(四)车刀刃倾角的选择原则
刃倾角主要影响切屑的倾向和刀具的强度及其锋利程度。在无冲击的正常车削时,刃倾角一般取正值,如果切削时有间断冲击,选择负刃倾角能提高刀头强度,保护刀尖。当系统钢性不足时,不宜采用负刃倾角,否则会因为切深抗力Fy的增大,引起系统的振动而影响加工质量。

我了无语了!!机械加工这本书上有的!!介绍的很详细

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  • 答:为了保证切削加工的顺利进行,获得合格的加工表面,所用刀具的切削部分必须具有合理的几何形状。刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。为了描述刀具几何角度的大小及其空间的相对位置,可以利用正投影原理,采用多面投影的方法来表示。用来确定刀具角度的投影体系,称为刀具角度参考系,参考系中的...

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