车刀切削部分几何参数的选择

张家口煤矿机械制造技工学校教案第课编号：QD-0507-02王颖博09年 03 月01 日年月日年月日板板书设计一、车刀切削部分的几何角度六个基本角度 :γο、αο、αο’、κr、κr’、λѕ两个派生角度: βο、εr1、前角(γο) 在正交平面内，前刀面与基面间的夹角。

2、主后角(αο) 在正交平面后刀面与切削平面间的夹角。

3、副后角(αο’) 在副正交平面内,副后刀面与切削平面间的夹角。

4、γο、αο的正负值规定在主正交平面中，前刀面与切削平面间夹角<900，前角为正；>900前角，为负；=900，前角为零。

后刀面与基面夹角<900，αο为正；>900，αο为负；=900，αο为零。

5、主偏角(κr) 主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角。

6、副偏角(κr’) 副切削刃在基面上的投影与背离进给方向间的夹角。

7、刃倾角(λѕ) 在切削平面内,主切削刃与基面间的夹角。

8、刃倾角(λѕ)的正负值规定p+λѕ切屑排向待加工表面,切屑不易擦毛已加工表面。

工件表面粗糙度小,刀尖强度差。

-λѕ切屑排向已加工表面，易擦毛已加工表面,刀尖强度好。

λѕ=00 切屑沿垂直于主切削刃方向排出。

尤其断续切削时,+λѕ刀尖易损；-λѕ刀尖强度好9、楔角(βο) 在主截面内,前刀面与后刀面间的夹角。

影响刀头强度。

βο=900－(γο+αο)10、刀尖角(εγ) 主切削刃和副切削刃在基面上投影间的夹角。

εγ=1800－(κr、+κr’)二、车刀主要角度的初步选择1、前角(γο)工件材料γο数值与加工性质有关刀具材料软→选较大γο硬→选较小γο工件材料塑性材料→选较大γο脆性材料→选较小γο粗加工,尤其是车有硬皮的铸、锻件→选较小γο加工性质精加工,为减小Rα→选较大γο刀具材料强度、韧性较差(如硬质合金)→选较小γο刀具材料刀具材料强度、韧性较好(如高速钢)→选较大γογο=-50～250，车削45钢用高速钢车刀γο=200～250用硬质合金车刀粗加工γο=100～50，精加工γο=130～180。

3.7 切削条件的合理选择一、刀具几何参数的合理选择刀具几何参数包含四方面内容：几何角度、刃形、刃面、刃口型式及参数（一）前角的选择1.前角的作用γ↑→变形程度↓→F↓q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑0刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难在一定的条件下，存在一个合理值对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γ的变化趋势为驼峰形。

高速钢的合理前角比Y合金的大。

加工塑材的合理前角比脆材的大2.合理前角的选择原则①粗加工、断续切削、刀材强度韧性低工材强度硬度高，选较小的前角；②工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；③成形刀具、自动线刀具取小前角；④Aγ磨损增大前角，Aα磨损减小前角（二）后角的选择1.后角的作用α0↑→rn↓锋利、lα↓摩擦F↓→质量↑VB 一定，磨损体积↑→T↑但NB↑刀头强度↓散热体积↓重磨体积↑在一定的条件下，存在一个合理值2.合理后角的选择原则①粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角, 已用大负前角应↑α；②精加工取较大后角，保证表面质量；③成形、复杂、尺寸刀具取小后角；④系统刚性差，易振动，取较小后角；⑤工材塑性大取较大后角，脆材↓α（三）主偏角的选择1.主偏角的作用κr ↓→ac↓aw↑→单位刃长负荷↓→T↑刀尖强度↑散热体积↑，Ra↓Fp↑→变形↑加工精度↓，易振动→Ra↑，T↓在一定的条件下，存在一个合理值2.合理主偏角的选择原则①主要看系统刚性。

若刚性好，不易变形和振动，κr取较小值；若刚性差（细长轴），κr取较大值（90°）；②考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取90 °；镗盲孔＞90 °；κr小切屑成长螺旋屑不易断；较小κr，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击。

（四）副偏角的选择副偏角的主要作用是形成已加工表面。

副偏角↓→Ra↓刀尖强度↑散热体积↑↑易振动→Ra↑，T↓副刃工作长度↑→摩擦↑Fp在一定条件下，存在一合理值。

数控车刀的几何参数一、刀具几何参数刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面决定的。

刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。

选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。

刀具组成部分如图1-1所示。

图1-1主偏角κr——主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。

刃倾角λs——在切削平面ps内，主切削刃与基面pr的夹角。

还有：副前角γoˊ、副后角αoˊ、副偏角κrˊ、副倾角λsˊ图1-2二、刀具几何参数对加工精度的影响在数控加工中，为降低加工工件表面粗糙度，减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因素，通常车刀会存在刀尖圆弧半径r，主偏角kr，车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差由此使得加工的运行轨迹与被加工零件的形状产生差异。

因被加工零件表面形状各异，所以引起的差异也各不相同。

下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。

1．车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触见切点的运行轨迹保证的，对于主偏角kr=90°的车削加工，参见图1.1示，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧半径点A保证。

图1.1当（D-d）/2=ap>r时，由图可知，由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量△a为△a=b-a=r式中：b——零件轴向尺寸；a——实际轴向位移量；r——刀尖圆弧半径.此时，刀具实际轴向位移是长度a为：a=b-△a=b-r（D-d）/2=ap△a=BC=2pp22a-ra2）(r=--par此时，刀具实际轴向位移长度a=b-Δa=22yyarab--对于主偏角KF＜90°的车削加工，当完成轴向加工即处于图1.1c位置时，被加工零件的已加工表面部由车刀刀尖A保证，零件的加工表面由刀具型面AC 和CE形成。

课程（科目）：车工车刀前角的参考数值见表1工件材料刀具材料咼速钢硬质合金前角(丫0 )数值灰铸铁HT1500°〜5 c5°〜10。

咼碳钢、合金钢((T15°〜25°5°〜10。

b=800 〜1000MPa)中碳钢、中碳合金钢25°〜30°10°〜15°((Tb=600〜800 MPa )低碳钢30 °〜40°25 〜30°铝及镁的轻合金35°〜45°30°〜35°④工艺系统的刚性较差或机场精度不足时应取较大的前角⑤成形刀具或齿轮刀具等为了防止齿形误差常取很小的前角，甚至是零度的前角O前角的作用：前角大，刃口锋利，切削层的塑性变形和摩擦阻力小，切削力和切削热减小。

但前角过大将使切削刃的强度降低，散热条件变差，刀具的使用寿命降低，甚至会造成崩刃的现象。

虽然前角和前刀面的作用各不相同，但是它们之间有着密切的联系。

前刀面的形状有平面型、曲面型和带带倒棱型三种。

平面型又可以分成正前角平面型、负前角平面型和负前角双面型；曲面型又可分为弧曲面、波纹曲面和其他形式曲面；带倒棱型又可分为平面带倒棱型和曲面带倒棱型两种。

如下图所示°a)b)c)图1前刀面平面型a）正前角平面型b）负前角单面型c）负前角双面型图2曲面型图3带倒棱型(1)后角(a o)后角太大，会降低切削刃和刀头的强度；后角太小，会增加后刀面与工件表面的磨擦，选择后角主要诊所以下几个原则：①粗加工时，应取较小的后角(硬质合金车刀：a o =5。

〜7。

；高速钢车刀：ao=6°〜8。

)；精加工是时，应取较大的后角(硬质合金车刀：ao =8°〜10°;高速钢车刀：ao=8°〜12°)②工件材料较硬，后角宜取小值；工件材料较软，则后角取大值。

车刀前角和后角的参考值副后角（a J）—般磨成与后角（ao ）相等但在等特殊情况下，为了保证刀具的强度，副后角应该取较小的数值。

车刀的几何角度及选择原则newmaker为了决定车刀刃口的锋利程度及其在空间的位置，必须建立一个坐标系，该坐标系由三个基准平面构成。

下面以外圆车刀为例，介绍车刀的几何角度。

如图所示。

基面：过主切削刃选定点的平面，此平面在主切削刃为水平时包含主刀刃并与车刀安装底面即水平面平行，此平面主要作为度量前刀面在空间位置的基准平面。

切削平面：过主切削刃选定点与主切削刃相切，并与基面相垂直的平面。

此平面主要作为度量主后刀面在空间位置的基准面。

主剖面：过主切削刃选定点并同时垂直于基面和主切削平面的平面。

（1）、前角γ0 前刀面与基面的夹角，在主剖面中测量。

前角的大小影响切削刃锋利程度及强度。

增大前角可使刃口锋利，切削力减小，切削温度降低，但过大的前角，会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。

取值范围为：-8°到+15°。

选择前角的一般原则是：前角数值的大小与刀具切削部分材料、被加工材料、工作条件等都有关系。

刀具切削部分材料性脆、强度低时，前角应取小值。

工件材料强度和硬度低时，可选取较大前角。

在重切削和有冲击的工作条件时，前角只能取较小值，有时甚至取负值。

一般是在保证刀具刃口强度的条件下，尽量选用大前角。

如硬质合金车刀加工钢材料时前角值可选5°-15°。

（2）、主后角α0 主后刀面与切削平面间的夹角，在主剖面中测量。

其作用为减小后刀面与工件之间的摩擦。

它也和前角一样影响刃口的强度和锋利程度。

选择原则与前角相似，一般为0到8°。

（3）、主偏角κ r 主切削刃与进给方向间的夹角，在基面中测量。

其作用体现在影响切削刃工作长度、吃刀抗力、刀尖强度和散热条件。

主偏角越小，吃刀抗力越大，切削刃工作长度越长，散热条件越好。

选择原则是：工件粗大刚性好时，可取小值；车细长轴时为了减少径向切削抗力，以免工件弯曲，宜选取较大的值。

常用在15°到90°之间。

（4）、副偏角κ 'r 副切削刃与进给反方向间的夹角，在基面中测量。