车刀的几何角度
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如何合理的选取车刀的几何角度
1、前角γ0(在正交面的上测量的前刀面与基面之间的夹角)。
它表示前刀面的倾斜程度。
前角越大,刀刃越锋利,切削时就越省力。
但前角过大会削弱刀头强度,影响刀具的寿命。
前角的选取决定于工件材料、刀具材料和加工性质。
硬质合金车刀γ0通常取-5º~+25º。
2、后角α0。
在正交平面上测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。
它表示主后刀面的倾斜程度。
后角的作用主要是减少刀具与加工表面之间的摩擦,后角越大,摩擦越小,但后角过大会削弱切削刃的强度及耐用度。
一般取α0为60~120。
3、主偏角k r。
主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。
主偏角能影响主切削刃和刀头受力情况及散热情况。
加工强度、硬度较高的材料时,应选较小的主偏角,以提高刀具的耐用度。
加工细长工件时,应选较大的主偏角,以减少径向切削力引起工件的变形和振动。
一般取k r为300~900。
4、副偏角k r'。
副切削刃在基面上的投影与进给反方向之间的夹角。
副偏角的作用是减少副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦。
副偏角越大,摩擦越小。
但k r过大,又会增大已加工表面的粗糙度。
一般取k r为50~150。
车刀的几何角度:。
车刀几何角度测量一、教学目的1.了解刀具静止参考系的建立;2.学习车刀几何角度的测量及标注方法。
二、教学时数2学时三、使用仪器1.车刀量角仪;2.直头外圆车刀、90º偏刀、45º弯头车刀、切断刀各一把。
四、测量原理车刀量角仪是测量车刀几何角度的专用仪器,车刀量角仪相当于建立了刀具的正交平面静止参考系,然后测量几何角度。
五、测量内容及步骤测量前,先将各指针对零(原始位置),将车刀放到测量工作台上,并与定位块靠紧。
1.主偏角的测量:将工作台连同车刀一起从原始位置(刀具工作位置)开始,顺时针转动(工作台平面相当于基面),直到车刀主切削刃与大指针面贴合为止,这时,即可在标有刻度的圆形底盘上读出主偏角值(相当于刀具在基面中转过主偏角大小),如图1所示。
图1 车刀主偏角的测量2.刃倾角的测量:测完主偏角后,工作台不动,转动调整螺母,使大刻度盘上移,并转动小指针。
调到大指针下刀口与车刀主切削刃完全贴合为止(相当于在切削平中,转过刃倾角大小),这时,即可在大刻度盘上读出车刀主切削刃的刃倾角值。
大指针指在零位的左边刃倾角为正;指在零位的右边刃倾角为负,如图2所示。
图2 车刀刃倾角的测量3.前角的测量:从测完主偏角的位置起,使工作台逆时针转动90º(相当于到达正交平面),此时,主切削刃在基面上的投影恰好垂直于大指针的前面(相当于正交平面),然后,使大指针下刀口与车刀主切削刃选定点处与前刀面贴合,这时,即可在大刻度盘上读出车刀主切削刃的前角值。
大指针指在零位的右边o 为正;指在零位的左边为负。
如图3所示。
图3 车刀前角的测量图3 车刀前角的测量4.后角的测量。
测完前角后.工作台不动,下移大刻度盘,使大指针的侧面在车刀主切削刃选定点处与后刀面贴合,这时,即可在大刻度盘上读出车刀主切削刃的后角值。
大指针指住零位的左边为正;指在零位的右边为负,如图4所示。
图4 车刀后角的测量5.副偏角、副后角的测量车刀副偏角的测量方法依照主偏角的测量过程进行。
实验一车刀几何角度测量
一、实验目的与要求:
1、掌握车刀几何角度测量的基本方法。
加深对车刀几何角度的定义及参考平面的解。
2、了解车刀量角台的结构与工作原理。
3、通过对剖面角度的测量,加深了解各剖面角度之间相互关系。
二、实验设备及工具:
1、车刀量角台(8台);
2、90°外圆车刀、45°弯头车刀、切断刀各4把
三、实验内容:
车刀几何角度的测量:
1、主偏角kγ的测量。
(基面中测量的主切削刃与进给运动方向间夹角)
2、刃倾角λs的测量。
(切削平面中测量的切削刃与基面间夹角)
3、前角γo的测量。
(正交平面中测量的前刀面与基面间夹角)
4、后角αo的测量。
(正交平面中测量的后刀面与切削平面面间夹角)
四、实验要求与注意事项:
要求:1、测量3种车刀的基本角度。
2、将75°外圆车刀的几何角度用图表示。
注意:必须先辨明车刀的主、副切削刃,前、后刀面,假定走刀方向。
然后才能确定测量某一角度时量角台的调整方法;测量时防止测量的刀口与量角台工作面撞击。
测量数据记录表
五、作图表示 75°外圆车刀的几何角度。
1.车刀分:外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、螺纹车刀。
2.车刀的角度有:前角、后角、副后角、刃倾角、主偏角、副偏角。
(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κr: 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。
其作用是影响已加工表面的粗糙度,减小副偏角可使被加工表面光洁。
选择原则是:精加工时,为提高已加工表面的质量,应选取较小的值,一般为5到10°。
(5)刃倾角λs :主切削刃与基面间的夹角,在主切削平面中测量。
主要作用是影响切屑流动方向和刀尖的强度。
以刀柄底面为基准,主切削刃与刀柄底面平行时,λs =0,切屑沿垂直于主切削刃的方向流出。
怎样选择车刀的几何角度合理选择车刀几何角度,有利于改善加工条件,提高被加工工件质量,延长刀具与设备的使用寿命,本文从车刀几何角度对切削力、切削热和刀具耐用度影响等角度,分析车刀几何角度选择的一般原则.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或线、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Ar与后刀面Aa的前角ro和后角ao;确定副切削刃及副后刀面Aa′的副偏角Kr′和副后角ao′.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,对车削工艺的顺利实施起着决定性作用。
下面就从车刀几何角度对切削力、切削热和刀具的耐用度的影响分析着手,本着使切削轻便、质量稳定,延长刀具使用寿命的宗旨,确定科学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,但是当机床或工艺系统刚度不足时,易引起振动.(一)前角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。
在车削加工中,车刀的主要几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
在本文中,我将从深度和广度上对车刀的几何角度进行全面评估,并探讨它们对车削加工的影响。
1. 切削角:切削角是指车刀切削刃上的主切削刃与前方切削方向的夹角。
切削角的大小直接影响着切屑的形成和流动。
当切削角较大时,切削力减小,但切削刃容易磨损;当切削角较小时,切削力增大,但切削刃磨损减小。
选择适当的切削角对于保证加工质量和提高加工效率至关重要。
2. 后角:后角是指车刀主切削刃与切削方向之间的夹角。
后角的大小影响着车刀的进给力和阻力。
当后角增大时,进给力增大,加工效率提高;但阻力也会增大,对车刀和工件的刚性要求也会增加。
合理选择后角是为了在保证加工效率的尽可能减小刀具和工件的损耗。
3. 主偏角:主偏角是指车刀主切削刃与工件表面的夹角。
主偏角的大小直接影响着工件的表面质量和加工精度。
一般来说,主偏角越小,加工表面的质量越好,但车刀的刚度和稳定性要求也越高。
在实际应用中需要根据工件的要求和加工条件选择合适的主偏角。
4. 副偏角:副偏角是指车刀副切削刃与工件表面的夹角。
副偏角的大小影响着切削刃与工件的接触面积和切削力的大小。
合理选择副偏角可以有效减小切削力,提高车削加工的效率和质量。
车刀的几何角度对车削加工有着重要的影响,其合理选择可以有效提高加工效率和加工质量。
在实际应用中,需要根据具体的加工要求和工件材料来选择合适的几何角度,以达到最佳的加工效果。
个人观点和理解:车刀的几何角度是车削加工中的关键参数,合理选择和调整这些角度对于提高加工质量和效率至关重要。
在实际应用中,需要综合考虑工件材料、加工条件和车刀性能等因素,进行合理的选择和调整,以达到最佳的加工效果。
以上是对“解释车刀的主要几何角度,并说明对车削加工的影响”的文章撰写,希望能帮助你更深入地理解这一主题。
在车削加工中,车刀的几何角度对加工效果和加工质量有着重要的影响。
除了切削角、后角、主偏角和副偏角外,还有其他几何角度也对车削加工起着重要作用,比如前角、刀尖半径等。
实验一车刀几何角度测量实验一、实验目的和要求1、熟悉车刀切削部分的构成要素,掌握车刀标注角度的参考平面、参考系及车刀标注角度的定义;2、了解车刀量角台的结构,学会使用量角台测量车刀标准角度;3、绘制车刀标注角度图,并标注出测量得到的各角度数值。
二、实验装置1、回转工作台式车刀量角台;2、外圆车刀、90º偏刀或切断刀若干。
三、实验原理车刀的标注角度可以用车刀量角台进行测量。
测量的基本原理是:按照车刀标注角度的定义,在切削刃选定点上,用量角台的指针平面(或侧面或底面),与构成被测角度的面或线紧密贴合(或相平行、或相垂直),把要测量的角度测量出来。
图1-1 量角台的构造图1-2 测量片车刀量角台结构如图1-1所示。
量角台主要由底盘1、平台3、立柱7、测量片5、扇形盘6、10等组成。
底盘1为圆盘形,在零度线左右方向各有1000角度,用于测量车刀的主偏角和副偏角,通过底盘指针2读出角度值;平台3可绕底盘中心在零刻线左右1000范围内转动;定位块4可在平台上平行滑动,作为车刀的基准;测量片5,如图1-2所示,有主平面(大平面)、底平面、侧平面三个成正交的平面组成,在测量过程中,根据不同的情况可分别用以代表主剖面、基面、切削平面等。
大扇形刻度盘6上有正副450的刻度,用于测量前角、后角、刃倾角,通过测量片5的指针指出角度值;立柱7上制有螺纹,旋转升降螺母8就可以调整测量片相对车刀的位置。
四、实验内容1、利用车刀量角台分别测量所给车刀的几何角度,要求测量:κr、κr'、λs、γo、αo、αoˊ等角度;2、记录测得的数据,并计算出刀尖角εr和楔角βo;五、实验步骤(一)调整车刀量角台至原始位置用车刀量角台测量车刀标注角度之前,必须先调整量角台使工作台、大扇形刻度盘和小扇形刻度盘指针全部指零,使定位块侧面与测量片的大平面垂直,这样就可以认为:测量片的大平面垂直于平台平面,且垂直于平台对称线(即零度线);测量片的底平面平行于平台平面;测量片的侧平面垂直于平台平面,且平行于平台平面对称线(零度线)。
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。
课题:车刀的几何角度
教学目的、要求: 1、了解车刀的种类和用途 2、初步理解和掌握车刀几何角度及作用
教学重点、难点:车刀的角度及评定
授课方法:讲解和实物观察
教具:90º外圆车刀、45º车刀、切槽刀、内孔车刀、成形刀、螺纹车刀
板书设计或授课提纲及备注:
§1.2车刀
一、常用车刀的种类和用途
1. 车刀的种类
2.车刀的用途(见绪论图)
(1)90˚车刀(偏刀)车外圆、阶台和端面
(2)45˚车刀(弯头车刀)车外圆、端面和到角
(3)切断刀用来切断工件或在工件上切槽
(4)内孔车刀用来车削工件的内孔
(5)圆头刀用来车削圆弧面或成形面
(6)螺纹车刀用来车削螺纹
1.硬质合金可转位(不重磨车刀)
近年来在国内外大力发展和广泛应用的先进刀具之一。
刀片用机械夹固方式装夹在刀杆上。
当一个刀刃磨钝后,只需将刀片转过一个角度,即可继续切削,从而大大缩短了换刀和磨刀的时间,并提高了刀杆的利用率。
(形状多样)
二、车刀的角度及其初步选择
1.车刀的组成
(1)前刀面刀具上切屑流过的表面。
(2)后刀面分主后刀面和副后刀面。
与过渡表面相对的刀面称主后刀面;与已加工表面相对的刀面叫副后刀面
(3)主切削刃前刀面和主后刀面的相交部位,担负主要切削工作。
(4)副切削刃前刀面和副后刀面的相交部位,配合主切削刃完成少量的切削工作。
(5)刀尖主切削刃和副切削刃的联结部位。
为了提高刀具强度将刀尖磨成圆弧型或直线型过渡刃。
一般硬质合金刀尖
圆弧半径rε=0.5~1mm。
(6)修光刃副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。
须与进给方向平行,且大于进给量。
2.确定车刀角度的辅助平面
(1)切削平面通过切削刃上某选定点,切于工件过渡表面的平面。
(2)基面通过切削刃上某选定点,垂直于该点切削速度方向的平面。
(3)截面通过切削刃上某选定点,同时垂直于切削平面和基面的平面
3.车刀的角度的主要作用
车刀切削部分共有6个角度:前角(γо)、主后角(αо)、副后角(αо′)、主偏角(κr)、副偏角(κr′)和刃倾角(λs)。
以及两个派生角度:契角(βo)和刀尖角(εr)。
在截面内测量的角度:
(1)前角(γо)前刀面和基面的夹角。
影响刃口的锋利和强度,切削变形和切削力。
大,锋利、减少切削变形、切削省力,切屑顺利排出。
负(小),增加切削刃强度,耐冲击。
(2)后角(αо)后刀面和切削平面的夹角。
在主截面内的是主后角(αо),在副截面内的是副后角(αо′)。
主要减少车刀后刀面与工件的摩擦。
规定:与相应的平面夹角小于90度时为正,反之为负
在基面内测量的角度有:
(3)主偏角(κr)主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角。
改变主切削刃和刀头的受力和散热。
(4)副偏角(κr′)副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向间的夹角。
减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦。
在切削平面内测量的角度:
(5)刃倾角(λs)主切削刃与基面的夹角。
控制排屑方向,负值时,增加刀头强度和保护刀尖。
派生角:
(6)契角(βo)在主截面内前刀面和后刀面的夹角。
βo=90˚-(γо+αо)
(7)刀尖角(εr)主切削刃和副切削刃在基面的投影间的夹角。
εr=180˚-(κr+κr′)
4.车刀角度的初步选择
(1)前角(γо)
A.工件材料软,塑性材料,前角大;工件材料硬,脆性材料,前角小。
B.粗加工,前角小;精加工,前角大。
C.车刀材料的强度、韧性较差,前角小;反之,前角大。
(2)后角(αо)
A.粗加工,前角小;精加工,前角大。
B.工件材料软,前角大;工件材料硬,前角小。
副后角与主后角一般情况下相等。
(3)主偏角(κr)
加工阶台轴时,等于或大于90度;中间切入时45度到60度
(4)副偏角(κr′)
一般采用6到8度,中间切入时取45度到60度。
(5)刃倾角(λs)
一般车削时为0度;粗车时为负;精车时为正。
三、常用车刀的材料
1.必须具备的基本性能:
(1)硬度
(2)耐磨性
(3)强度和韧性
(4)耐热性
(5)工艺性
2.常用材料
(1)高速钢w18cr4v(18-4-1) w6mo5cr4v2(6-5-4-2) (2)硬质合金:
K类(钨钴类)碳化钨(wc)和钴
YG3,YG8,YG6
P类(钨钛钴类)碳化钨(wc)、碳化钛(TiC)和钴YT5,YT15,YT30
M类[钨钛钽(铌)钴类] P类加TaC或NbC而成。