五章切削用量及刀具几何角度的选择机械制造技术A1ppt课件.ppt
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1、,第五章 切削用量及刀具几何角度的选择,教学要求,掌握刀具结构的作用及各角度选取原则,掌握切削用量的选取原则,切削变形 切削力 切削温度 刀具磨损 刀具耐用度 生产率 工件成本,切削用量,刀具几何参数,刀具合理几何参数的选择 刀具几何参数包括:刀面形式、刀具角度、切削刃形状等。 刀具合理的几何参数,是指在保证加工质量的前提下,能够获得最高刀具耐用度,从而达到提高切削效率或降低生产成本目的的几何参数。,前刀面的型式及选择,5.1 前刀面及前角的选择,使用场合: 钢材精加工; 低硬度材料加工; 刃形复杂的刀具。,2.正前角曲面型 优点:刃口强度大、利于卷屑。 缺点:刃磨比平面型前角困难。,使用场合
2、: 单刃刀具; 需要改善卷屑的加工场合。,3.负前角单面型 优点:刃口强度高。 缺点:刃口钝,对切削层的挤压严重。,使用场合: 主要用于硬质合金车刀和铣刀; 切削高强度、高硬度材料和切削淬火钢; 当磨损主要发生在后刀面时。,4.正前角正倒棱 使用场合:适用于高速钢刀具 正倒棱尺寸参数:,5.正前角负倒棱 优点:可提高刃口强度; 增大了散热面积; 提高了刀具耐用度。 缺点:刃口较钝。,适用场合:适用于硬质合金刀具切削厚度较大的粗加工。,6.负前角双面型 优点:减少了前刀面的刃磨面积; 刀具的寿命延长。 适用场合:用于磨损同时发生在前刀面和后刀 面的场合。,负前角平面型,7.波形前刀面 主切削刃为
3、波浪形,可改变切屑的形状,改善切削过程。,主切削刃,散热好,粗加工时用。,1.前角的作用 影响切削区的变形程度; 增加前角可减小切削层的塑性变形,从而减小切削力、切削热和切削功率。 影响刀具耐用度; 增大前角,可减小切削力、切削热和切削功率,提高刀具耐用度; 前角过大则刀头强度降低,散热条件差,从而使刀具耐用度降低。 影响加工表面质量; 增加前角可减小塑性变形,从而减少工件表面的加工硬化,并抑制积屑瘤与鳞刺的产生; 增加前角可减小切削中的振动,提高加工质量。,前角的作用及选择,工件材料强度越大,硬度越高,应取越小的前角,甚至可取负值。 加工塑性材料时,为减小切屑变形和刀具磨损,应选择较大的前角
4、; 加工脆性材料时,为保证刀尖的强度,前角应小一些。,2.前角的选择原则,根据工件材料选择前角,图3-2 加工材料不同时的合理前角,ro塑ro脆 ,ro低强度钢ro高强度钢,(前角大,刀头受弯曲应力;前角小,刀尖受压) 高速钢刀具抗拉强度和抗压强度接近,可采用较大的前角; 硬质合金刀具抗拉强度比抗压强度小很多,应采用较小的前角。,根据刀具材料选取前角,根据加工条件选取前角。 塑性材料粗加工时,为保证刀具有足够的强度和散热面积,应减小前角; 精加工时,为保证加工质量,前角应取大一些。 粗加工,特别是断续切削,应适当减小前角。 当系统的刚性较差时,为减小切削力和振动,前角应取大一些。 自动机床,一
5、般选较小的前角。,1.单面平面型后刀面 优点:形状简单、易制造、容易获得锋利的刃口。 缺点:后角较大时刃口强度差。 使用场合:用于高速钢单刃刀具(如车刀、刨刀),5.2 后刀面及后角的选择,后刀面的型式及选择,2.单面曲面型后刀面(P2) 优点:后角相同时,刃口强度比平面型好。 缺点:刃磨较复杂。 使用场合:用于对切削部分有特定要求的刀面(麻花钻、铣刀)。,3.双面型刃带后刀面(后刀面有后角为零度的窄狭刃口)(P166) 优点:可控制多刃刀具刀齿的径向偏摆,保证刀齿的尺寸精度; 增加刀具的重磨次数; 加工中可支承、导向、消振、熨平已加工表面。 带刃尺寸:,4.双面型消振棱后刀面 优点:可消除切
6、削中的振动; 可提高刀具的耐用度。 消振棱尺寸:,5.波形后刀面 优点:增大了切屑卷曲方向的刚度,有利于断屑。,1.后角的作用 增加后角可减少刀具与已加工表面的摩擦,因此 有利于提高工件表面质量; 有利于提高刀具耐用度; 在同样磨钝标准VB下,增大后角有利于提高刀具耐用度; 增大后角使切削刃和刀头强度降低,散热体积减小,从而使刀具耐用度下降。,后角的作用及选择,2.后角的选取原则 根据切削厚度选取后角: 切削厚度小时,为减小切削刃的钝圆半径对切削层的挤压,应选取较大的后角;切削厚度大时,为保证刃口强度和改善散热条件,应选取较小的后角; 根据工件材料选取后角: 工件材料的强度和硬度低、塑性和韧性
7、好时,应选取较大的后角; 加工高强度、高硬度材料时,一般情况下选用较小的后角;在前角很小或为负角的情况下,为便于切入,可选用较大的后角; 加工脆性材料时,应选用较小的后角。,根据加工条件选取后角: 工艺系统刚性差、振动较大时,应选取较小的后角,以减少振动。 工件尺寸精度较高时,为避免刀具径向磨损影响尺寸的加工精度,也不宜选用太大的后角。,3、副后角的作用: 减少副后刀面与已加工表面的摩擦。 选取原则: 车刀、刨刀副后角与主后角相等; 切断刀、切槽刀、锯片铣刀为保证强度,取较小值。,切断刀的标注角度,1.主偏角的作用 影响切削层的形状; 当切削深度与进给量不变时,主偏角减小,切削厚度减小,切削宽
8、度增加,从而使单位切削刃长度的负荷减轻; 主偏角减小使散热面积增加,刀具耐用度提高。 影响已加工表面的残留高度; 减小主偏角可以减低工件加工表面的残留面积高度,提高工件的表面光洁程度; 影响切削分力的比值 增大主偏角,吃刀抗力Fy减小,走刀抗力Fx增大。 (工艺系统的刚性较差时,应选用较大的主偏角),5.3 主偏角、副偏角及其选择,影响断屑 增大主偏角,切削厚度增加,切削易折断。 影响刀片许可的最大切削深度。 主偏角大,刀片许可的最大切削深度大。,2.主偏角的选取原则 当系统的刚性较差时,应选取较大的r,以减小吃刀抗力Fy ; 硬质合金刀具应选用较大的r ,以减小加工中的振动; 切削高强度、高
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