刀具主要幾何角度及選擇

  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。

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）。

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。

圖3    測量車刀的輔助平面

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。  

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(jìn)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 °。

圖5  刃傾角的符號

　４）副偏角在基面內(nèi)測量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)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λ_s  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，λ_s =0°；刀尖為主切刃上最高點時，λ_s＞0°；刀尖為主切削刃上最低點時，λ_s＜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，λ_s ≥0°，精加工時，工件對車刀沖擊力小，λ_s ≤0°，一般取λ_s =0°。