车刀种类和刀刃角度选取原则
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阐述车刀各角度的功用和选择原则
车刀是数控车床上常用的加工工具,它具有以下多方面的功用和选择
原则。
1. 功能实用
车刀主要用于车削工艺中,能够完成粗、精、超精细车削等多种加工
工艺。
此外,车刀还可以进行纵向和横向的镗孔、内外螺纹加工、面铣、棒材端面加工等工艺。
综合以上种种加工工艺,车刀为车床的加
工效率和加工精度提供了有力保障。
2. 材质选择
车刀的材质包括硬质合金、高速钢、陶瓷等。
其中,硬质合金车刀耐
磨性好,适合加工硬质材料;高速钢车刀强度高,适合普通材料加工;陶瓷车刀温度稳定,适合加工高温材料。
根据加工工件类型和工艺要求,可进行合理选择。
3. 形状特征
车刀的形状特征包括刀身长度、刀身断面形状、刀尖形状等。
不同形
状的车刀可适应不同的加工需求。
例如,针对大直径粗车和粗车加精
车可以采用U型车刀,针对横向镗孔可以采用V型车刀等。
4. 刃口类型
车刀的刃口类型包括单刃、双刃、三刃、四刃等。
单刃车刀适合小型工件的高效加工;双刃车刀适合中型工件的加工;三刃和四刃车刀适合大型工件加工,能够提高工件加工效率和加工精度。
综上,根据不同的工件需求和加工工艺,可选择不同材质、形状特征和刃口类型的车刀,以提高车床加工效率和加工质量。
车刀的分类和选择车刀是机械车床上常用的切削工具之一,它对加工效率和加工质量都有重要影响。
选择适合的车刀分类和类型对于提高加工效率、降低切削成本至关重要。
本文将介绍车刀的分类和选择方法,帮助读者更好地理解和应用车刀。
一、车刀的分类根据车刀的结构和用途,可以将车刀分为以下几类:1. 工具刀片:广义上的车刀,通常由刀柄和刀片组成。
刀柄负责固定刀片,刀片进行切削工作。
工具刀片多用于外圆和内圆粗加工,适用于不同材料的车削操作。
2. 特殊刀片:用于特殊形状的车削。
如内外圆刀片、角刀片等。
特殊刀片适用于需要切削复杂外形的工件,提供更好的切削质量和加工精度。
3. 超硬刀片:采用高硬度材料制成的刀片,如金刚石、立方氮化硼等。
超硬刀片具有较高的硬度和耐磨性,适用于加工硬质材料如铸铁、合金钢等。
4. 镗刀:用于车削大孔径和参考表面。
镗刀采用特殊设计,能够提供更高的刚性和稳定性,适用于大直径工件和高精度加工。
5. 切断刀片:用于切断工件的刀片,有直刃和曲刃两种形式。
切断刀片适用于金属材料的切割,如车削工件的分离和切除。
二、车刀的选择选择适合的车刀是提高车削加工效率的关键。
以下是选择车刀时应考虑的因素:1. 加工材料:根据工件材料的不同,选择不同材质和刀片类型的车刀。
对于铸铁、不锈钢等材料,可选择高速钢刀片;对于合金钢、钛合金等硬材料,应选择超硬刀片。
2. 加工工艺:根据不同的车削工艺,选择合适的车刀类型。
对于粗车、精车和薄层车削等工艺,可以选择不同切削参数和刀片结构的车刀。
3. 切削条件:根据切削深度、进给速度和切削速度等切削条件,选择适合的刀片形状和材料。
对于大切削深度和高切削速度的加工,应选择具有高硬度和耐磨性的刀片。
4. 加工精度:根据对加工精度的要求,选择合适的刀片精度和结构。
如果需要高精度的加工,应选择刀片精度高、几何形状复杂的刀片。
5. 经济性:根据加工成本和刀具寿命,选择经济合理的车刀。
应选用具有长寿命和更换成本低的刀具,以优化切削成本。
车刀的主要角度及其作用车刀的主要角度有前角(γ0)、后角(α0)、主偏角(Kr)、副偏角(Kr’)和刃倾角(λs)。
为了确定车刀的角度,要建立三个坐标平面:切削平面、基面和主剖面。
对车削而言,如果不考虑车刀安装和切削运动的影响,切削平面可以认为是铅垂面;基面是水平面;当主切削刃水平时,垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。
(1)前角γ0在主剖面中测量,是前刀面与基面之间的夹角。
其作用是使刀刃锋利,便于切削。
但前角不能太大,否则会削弱刀刃的强度,容易磨损甚至崩坏。
加工塑性材料时,前角可选大些,如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10~20,加工脆性材料,车刀的前角γ0应比粗加工大,以利于刀刃锋利,工件的粗糙度小。
(2)后角α0在主剖面中测量,是主后面与切削平面之间的夹角。
其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦,一般取α0=6~12°,粗车时取小值,精车时取大值。
(3)主偏角Kr在基面中测量,它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。
其作用是:1)可改变主切削刃参加切削的长度,影响刀具寿命。
2)影响径向切削力的大小。
小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度,因而散热较好,对延长刀具使用寿命有利。
但在加工细长轴时,工件刚度不足,小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大,易产生弯曲和振动,因此,主偏角应选大些。
车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种,其中45°多。
(4)副偏角Kr’在基面中测量,是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。
其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦,以改善已加工表面的精糙度。
在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr相等的条件下,减小副偏角Kr’,可减小车削后的残留面积,从而减小表面粗糙度,一般选取Kr′=5~15°。
(5)刃倾角入λs 在切削平面中测量,是主切削刃与基面的夹角。
其作用主要是控制切屑的流动方向。
车刀的主要角度及其作用车刀的主要角度有前角(γ0)、后角(α0)、主偏角(Kr)、副偏角(Kr’)和刃倾角(λs)。
为了确定车刀的角度,要建立三个坐标平面:切削平面、基面和主剖面。
对车削而言,如果不考虑车刀安装和切削运动的影响,切削平面可以认为是铅垂面;基面是水平面;当主切削刃水平时,垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。
(1)前角γ0在主剖面中测量,是前刀面与基面之间的夹角。
其作用是使刀刃锋利,便于切削。
但前角不能太大,否则会削弱刀刃的强度,容易磨损甚至崩坏。
加工塑性材料时,前角可选大些,如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10~20,加工脆性材料,车刀的前角γ0应比粗加工大,以利于刀刃锋利,工件的粗糙度小。
(2)后角α0在主剖面中测量,是主后面与切削平面之间的夹角。
其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦,一般取α0=6~12°,粗车时取小值,精车时取大值。
(3)主偏角Kr在基面中测量,它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。
其作用是:1)可改变主切削刃参加切削的长度,影响刀具寿命。
2)影响径向切削力的大小。
小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度,因而散热较好,对延长刀具使用寿命有利。
但在加工细长轴时,工件刚度不足,小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大,易产生弯曲和振动,因此,主偏角应选大些。
车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种,其中45°多。
(4)副偏角Kr’在基面中测量,是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。
其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦,以改善已加工表面的精糙度。
在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr相等的条件下,减小副偏角Kr’,可减小车削后的残留面积,从而减小表面粗糙度,一般选取Kr′=5~15°。
(5)刃倾角入λs在切削平面中测量,是主切削刃与基面的夹角。
其作用主要是控制切屑的流动方向。
车刀的重要几何角度及选择1)前角(γ0 )选择的原则前角的大小重要解决刀头的坚固性与锋利性的冲突。
因此首先要依据加工材料的硬度来选择前角。
加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。
其次要依据加工性质来考虑前角的大小,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。
前角一般在—5°~25°选取。
通常,制作车刀时并没有预先制出前角(γ0),而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。
排屑槽也叫断屑槽,它的作用是折断切屑,不产生缠绕;掌控切屑的流出方向,保持已加工表面的精度;降低切削抗力,延长刀具寿命。
2)后角(α0 )选择的原则首先考虑加工性质。
精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。
其次考虑加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以加强刀头的坚固性;反之,后角应取小值。
后角不能为零度或负值,一般在6°~12°选取。
3)主偏角(Kr )的选用原则首先考虑车床、夹具和刀具构成的车削工艺系统的刚性,如系统刚性好,主偏角应取小值,这样有利于提高车刀使用寿命、改善散热条件及表面粗造度。
其次要考虑加工工件的几何形状,当加工台阶时,主偏角应取90°,加工中心切入的工件,主偏角一般取60 °。
主偏角一般在30°~90°,*常用的是45°、75 °、90 °。
4)副偏角(Kr)的选择原则首先考虑车刀、工件和夹具有充足的刚性,才能减小副偏角;反之,应取大值;其次,考虑加工性质,精加工时,副偏角可取10°~15°,粗加工时,副偏角可取5°左右。
5)刃倾角(λS)的选择原则重要看加工性质,粗加工时,工件对车刀冲击大,取λS≤ 0°,精加工时,工件对车刀冲击力小,取λS≥ 0°;通常取λS=0°。
刃倾角一般在—10°~5°选取。
硬质合金车刀几何角度选择原则(1)前角的选择增大前角,可减小切削变形,从而减小切削力、切削热,降低切削功率的消耗,还可以抑制积屑瘤和鳞刺的产生,提高加工质量。
但增大前角,会使楔角减小、切削刃与刀头强度降低,容易造成崩刃,还会使刀头的散热面积和容热体积减小,使切削区局部温度上升,易造成刀具的磨损,刀具耐用度下降。
选择合理的前角时,在刀具强度允许的情况下,应尽可能取较大的值,具体选择原则如下:1)加工塑性材料时,为减小切削变形,降低切削力和和切削温度,应选较大的前角,加工脆性材料时,为增加刃口强度,应取较小的前角。
工件的强度低,硬度低,应选较大的前角,反之,应取较小的前角。
用硬质合金刀具切削特硬材料或高强度钢时,应取负前角。
2)刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较高时,应取较大的前角。
如高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的前角要大;陶瓷刀具的韧性差,其前角应更小。
3)粗加工、断续切削时,为提高切削刃的强度,应选用较小的前角。
精加工时,为使刀具锋利,提高表面加工质量,应选用较大的前角。
当机床的功率不足或工艺系统的刚度较低时,应取较大的前角。
对于成形刀具和在数控机床、自动线上不宜频繁更换的刀具,为了保证工作的稳定性和刀具耐用度,应选较小的前角或零度前角。
(2)后角的选择增大后角,可减小刀具后刀面与已加工表面间的摩擦,减小磨损,还可使切削刃钝圆半径减小,提高刃口锋利程度,改善表面加工质量。
但后角过大,将削弱切削刃的强度,减小散热体积使散热条件恶化,降低刀具耐用度。
实验证明,合理的后角主要取决于切削厚度。
其选择原则如下:1)工件的强度、硬度较高时,为增加切削刃的强度,应选较小后角。
工件材料的塑性、韧性较大时,为减小刀具后刀面的摩擦,可取较大的后角。
加工脆性材料时,切削力集中在刃口附近,应取较小的后角。
2)粗加工或断续切削时,为了强化切削刃,应选较小的后角。
精加工或连续切削时,刀具的磨损主要发生在刀具后刀面,应选用较大的后角。