刀具几何参数对切削性能的影响分析

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：因此只有选择合适的后角数值，才能获得较高的刀具寿命。副偏角κ′r的主要作用是减少副切削刃与已加工表面间的摩擦，它的大小对表面粗糙度和刀具寿命有较大影响。

1.前角对切削性能的影响

前角的大小影响切削过程中变形、摩擦和切削力，它又影响刀具的强度与散热体积，从而影响刀具寿命和生产率。增大前角，可使切削变形和摩擦减小，从而使切削力减小，切削热减少，加工表面质量提高。但是，前角大，减小切削变形，不易断屑。而且前角大，楔角β_o减小，会降低切削刃和刀头的强度，使切削区散热条件变差，刀头容易崩刃，降低了刀具寿命。

2.后角和副后角对切削性能的影响

后角和副后角的大小直接影响刀具后刀面与工件过渡表面的摩擦和刀具强度。后角越大，切削刃越锋利，但是，后角过大时由于楔角β_o小，会降低切削刃的强度与散热能力。因此只有选择合适的后角数值，才能获得较高的刀具寿命。

3.主偏角及副偏角对切削性能的影响

主偏角和副偏角决定了刀尖角ε_r的大小，故直接影响刀尖处的强度、导热面积和散热体积。主偏角减小，体积增大，刀具强度提高，散热条件改善，提高了刀具强度，延长了刀具寿命。同时，减小主偏角和副偏角，使工件表面的残留面积少，工件表面粗糙度值也就小，其中副偏角的影响比较明显。主偏角还影响三个切削分力的大小和比例关系，减小主偏角会使背向力F_p增大，引起振动。此外，主偏角还影响切削刃单位长度上的负荷大小和断屑效果。主偏角还影响工件表面形状，当车削阶梯轴时，应选用κ_r=90°、93°；当车削外圆、端面、内孔并带倒角时，应选用κ_r=45°。

副偏角κ′_r的主要作用是减少副切削刃与已加工表面间的摩擦，它的大小对表面粗糙度和刀具寿命有较大影响。

4.刃倾角对切削性能的影响

刃倾角主要影响工件加工表面质量和刀具强度。改变刃倾角，可控制切屑流向。精车或半精车时，希望取正的刃倾角，使切屑流向待加工表面，而不划伤已加工表面。增大刃倾角的绝对值，使刃口变得锋利，可以切下很薄的金属层，改善加工表面质量。选用负的刃倾角，增大了刀头体积，提高了刀具强度。所以，许多高性能车刀的特点是：在增大刀具前角的同时选取负刃倾角，在切削时，既能减小切削变形，又能有效地保证刀具有足够的强度，从而解决了刀具在使用时出现的“锋利与强固”难于并存的矛盾（图6-16）。

图6-16 负刃倾角对刀尖的保护作用

刀具几何参数对切削性能的影响分析

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