普通車刀角度及切削參數(shù)的選擇課件

1、車工工藝與技能訓練車刀角度及切削參數(shù)的選擇車刀角度及切削參數(shù)的選擇v刀具幾何角度刀具幾何角度v1刀具基本概念刀具基本概念：v、刀具切削部分組成刀具切削部分組成：v前刀面前刀面A切屑沿其流出的表面。切屑沿其流出的表面。v主后刀面主后刀面A與過渡表面相對的面。與過渡表面相對的面。v副后刀面副后刀面A與已加工表面相對的面。與已加工表面相對的面。v主切削刃主切削刃 前刀面與主后刀面相交形前刀面與主后刀面相交形成的刀刃。成的刀刃。v副切削刃副切削刃前刀面與副后刀面相交形成前刀面與副后刀面相交形成的刀刃。的刀刃。車刀的切削部分 刀尖：刀尖：主后刀面主后刀面A副后刀面副后刀面A主切削刃主切削刃S前刀面前刀面

2、A副切削刃副切削刃S刀體刀體刀頭刀頭一尖二刃三刀面一尖二刃三刀面v正交平面參考系時各正交平面參考系時各參考面參考面 ：（右圖）右圖）v基面基面pr過切削刃選過切削刃選定點平行或垂直刀具安定點平行或垂直刀具安裝面（或軸線）的平面。裝面（或軸線）的平面。v切削平面切削平面ps過切削過切削刃選定點與切削刃相切刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。并垂直于基面的平面。v正交平面正交平面po過切削過切削刃選定點同時垂直于切刃選定點同時垂直于切削平面和基面的平面。削平面和基面的平面。正交平面參考系 3 . 刀具的標注角度刀具的標注角度 、車刀各標注角度、車刀各標注角度： v前角前角o在主切在主切削刃選定

3、點的正交削刃選定點的正交平面平面po內(nèi)，前刀面內(nèi)，前刀面與基面之間的夾角。與基面之間的夾角。v后角后角o在正交在正交平面平面po內(nèi)，主后刀內(nèi)，主后刀面與切削平面之間面與切削平面之間的夾角。的夾角。v主偏角主偏角r主切削刃主切削刃在基面上的投影與進給在基面上的投影與進給方向的夾角。方向的夾角。v刃傾角刃傾角s在切削平在切削平面面ps內(nèi)，主切削刃與基內(nèi)，主切削刃與基面面pr的夾角。的夾角。v以及還有：副前角以及還有：副前角o、副后角副后角o、副偏角、副偏角r、副傾角副傾角s 車削刀具幾何角度 刀具角度的正負刀具角度的正負v前角前角o ：前刀面與切削平面前刀面與切削平面之間的夾角為之間的夾角為銳角，

4、銳角，前角為正前角為正，夾角為鈍角，前角為負值。，夾角為鈍角，前角為負值。v后角后角o ：后刀面與基面之間后刀面與基面之間的夾角為的夾角為銳角，后銳角，后角為正，角為正，夾角為鈍角，后角為負值。夾角為鈍角，后角為負值。v刃傾角刃傾角s ：刀尖是主切削刃上：刀尖是主切削刃上最高點最高點時時刃傾角為刃傾角為正，正，刀尖位于主切削刃上最低點時刀尖位于主切削刃上最低點時刃傾角為負，刃傾角為負，主切削刃與基面平行時時主切削刃與基面平行時時刃傾角為零。刃傾角為零。刀尖：刀尖：主后刀面主后刀面A副后刀面副后刀面A主切削刃主切削刃S前刀面前刀面A副切削刃副切削刃S刀體刀體刀頭刀頭一尖二刃三刀面一尖二刃三刀面

5、（2）副偏角）副偏角r （1）主偏角）主偏角 r （3）前角）前角 o（4）后角）后角 o切斷刀的標注角度切斷刀的標注角度 （5）刃刃傾傾角角s 要完全確定車刀切削部分所有表面的空間位置，還要完全確定車刀切削部分所有表面的空間位置，還需標注副后角需標注副后角 ，副后角確定副后刀面的空間位置。，副后角確定副后刀面的空間位置。o（5）刃傾角）刃傾角 S測試題？測試題？解釋車刀各刀具角度的概念？解釋車刀各刀具角度的概念？前角前角o、后角、后角o、主偏角、主偏角r 、 副副偏角偏角r、刃傾角、刃傾角s并用圖示表示。并用圖示表示。刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇v概念概念：v刀具幾何參數(shù)的合

6、理選擇：刀具幾何參數(shù)的合理選擇：是指在保證加工質(zhì)量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產(chǎn)成本，的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數(shù)。獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數(shù)。 v刀具幾何參數(shù)內(nèi)容刀具幾何參數(shù)內(nèi)容：v刀具幾何角度（如前角、后角、主偏角等）、刀具幾何角度（如前角、后角、主偏角等）、v刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）v切削刃形狀（直線形、圓弧形）切削刃形狀（直線形、圓弧形）v選擇刀具考慮的因素：選擇刀具考慮的因素：v工件材料、刀具材料、切削用量、工藝系統(tǒng)剛性工件材料、刀具材料、切削用量、工藝

7、系統(tǒng)剛性等工藝條件以及機床功率等。等工藝條件以及機床功率等。 v在一定切削條件下的基本選擇方法在一定切削條件下的基本選擇方法 ：v1前角和前刀面形狀的選擇前角和前刀面形狀的選擇5刃傾角的選擇刃傾角的選擇v3主偏角、副偏角的選擇主偏角、副偏角的選擇v2后角及形狀的選擇后角及形狀的選擇4刀尖形狀的選擇刀尖形狀的選擇v1前角和前刀面形狀的選擇前角和前刀面形狀的選擇v（1） 前角的選擇前角的選擇：v在選擇刀具前角時首先應保證刀刃在選擇刀具前角時首先應保證刀刃鋒鋒利利，同時也要兼顧刀刃的，同時也要兼顧刀刃的強度與耐用強度與耐用度度。 v刀具前角的合理選擇，主要由刀具前角的合理選擇，主要由刀具刀具材材料和

8、料和工件工件材料的種類與性質(zhì)決定。材料的種類與性質(zhì)決定。 v 刀具材料刀具材料 v強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負的前角。大的刀具甚至取負的前角。v下圖是不同刀具材料韌性的變化下圖是不同刀具材料韌性的變化 v 工件材料工件材料v加工鋼件等加工鋼件等塑性材料塑性材料時，切屑沿前刀面流出時和前刀時，切屑沿前刀面流出時和前刀面接觸長度長，壓力與摩擦較大，面接觸長度長，壓力與摩擦較大，為減小變形和摩擦為減小變形和摩擦，一般采用選擇一般采用選擇大大的前角。的前角。 v加工加工脆性材料脆性材料時，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，時

9、，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時易產(chǎn)生崩刃，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時易產(chǎn)生崩刃，因此刀具前角相對塑性材料取得因此刀具前角相對塑性材料取得小些或取負值小些或取負值，以提，以提高刀刃的強度。高刀刃的強度。 立方氮化硼刀具陶瓷刀具硬質(zhì)合金刀具高速鋼刀具刀具韌性增強，前角取大v 加工條件加工條件 v粗加工粗加工時，一般取較時，一般取較小小的前角；的前角；v精加工精加工時，宜取較時，宜取較大大的前角，以減小工的前角，以減小工件變形與表面粗糙度；件變形與表面粗糙度；v帶有沖擊性的斷續(xù)切削比連續(xù)切削前角帶有沖擊性的斷續(xù)切削比連續(xù)切削前角取得取得小小。v 其它

10、刀具參數(shù)其它刀具參數(shù)v負倒棱（如右圖角度負倒棱（如右圖角度o1）的刀具可以取較大的前角。的刀具可以取較大的前角。 v大前角的刀具常與負刃傾大前角的刀具常與負刃傾角相匹配以保證切削刃的角相匹配以保證切削刃的強度與抗沖擊能力。強度與抗沖擊能力。v總之，前角選擇的原則是總之，前角選擇的原則是在滿足刀具耐用度的前提在滿足刀具耐用度的前提下，盡量選取較大前角。下，盡量選取較大前角。v刀具的合理前角參考值見刀具的合理前角參考值見P64表表2-1和表和表2-2所示所示。1、強度和韌性大的、強度和韌性大的刀具材料刀具材料選擇大的還是小選擇大的還是小的前角，而脆性大的刀具又如何選擇？的前角，而脆性大的刀具又如何

11、選擇？2、加工塑性材料加工塑性材料時，一般選擇大的還是小的時，一般選擇大的還是小的前角。前角。 3、加工脆性材料時，刀具前角相對塑性材料、加工脆性材料時，刀具前角相對塑性材料如何選擇？如何選擇？4、粗加工和精加工時刀具的前角有何區(qū)別？、粗加工和精加工時刀具的前角有何區(qū)別？問題？問題？v強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，強度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負的前角。而脆性大的刀具甚至取負的前角。v加工鋼件等加工鋼件等塑性材料塑性材料時，一般采用選擇時，一般采用選擇大大的的前角。前角。 v加工加工脆性材料脆性材料時，因此刀具前角相對塑性材時，因此刀具前角相對塑性材料取

12、得料取得小些或取負值小些或取負值，以提高刀刃的強度。，以提高刀刃的強度。v粗加工粗加工時，一般取較時，一般取較小小的前角；的前角；v精加工精加工時，宜取較時，宜取較大大的前角，以減小工件變的前角，以減小工件變形與表面粗糙度；形與表面粗糙度；解答解答車刀不對準工件中心對角度的影響車刀不對準工件中心對角度的影響v（2）前刀面形狀、刃區(qū)形狀及其）前刀面形狀、刃區(qū)形狀及其參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇v、前刀面形狀、前刀面形狀vA、正前角鋒刃平面型正前角鋒刃平面型 （右圖）（右圖）v 特點：特點：刃口較鋒利，但強度差，刃口較鋒利，但強度差， o不能太大，不易折屑不能太大，不易折屑 主要用于高速鋼刀具，精加工。主

13、要用于高速鋼刀具，精加工。vB、帶倒棱的正前角平面型帶倒棱的正前角平面型（右圖）（右圖）v 特點：特點：切削刃強度及抗沖擊能力強，切削刃強度及抗沖擊能力強，同樣條件下可以采用較大的前角，同樣條件下可以采用較大的前角，提高了刀具耐用度。提高了刀具耐用度。 主要用于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具，加主要用于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具，加工鑄鐵等脆性材料。工鑄鐵等脆性材料。 vC、負前角平面型負前角平面型 （右圖）（右圖）v 特點特點：切削刃強度較好，：切削刃強度較好， 但刀刃較鈍，切削變形大。但刀刃較鈍，切削變形大。v主要用于硬脆刀具材料。加主要用于硬脆刀具材料。加工高強度高硬度材料，如淬工高強度高硬度材料，

14、如淬火鋼。火鋼。v圖示類型負前角后部加有正圖示類型負前角后部加有正前角，有利于切屑流出。前角，有利于切屑流出。vD、曲面型曲面型 （右圖）（右圖）v特點特點：有利于排屑、卷屑和斷屑，：有利于排屑、卷屑和斷屑，而且前角較大，切削變形小，所而且前角較大，切削變形小，所受切削力也較小。受切削力也較小。v在鉆頭、銑刀、拉刀等刀具上都在鉆頭、銑刀、拉刀等刀具上都有曲面前面。有曲面前面。vE、鈍圓切削刃型鈍圓切削刃型（右圖）（右圖）v特點特點：切削刃強度和抗沖擊能力：切削刃強度和抗沖擊能力增加具有一定的消振作用。增加具有一定的消振作用。v適用于陶瓷等脆性材料。適用于陶瓷等脆性材料。v2后角及形狀的選擇后角

15、及形狀的選擇v（1）后角的選擇）后角的選擇v、后角的作用后角的作用 ：vA、減小刀具后刀面與加工表面的摩擦；、減小刀具后刀面與加工表面的摩擦；vB、當前角固定時，后角的增大與減小能、當前角固定時，后角的增大與減小能增大和減小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的增大和減小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的散熱，從而影響刀具的耐用度。散熱，從而影響刀具的耐用度。v、后角的選擇考慮因素后角的選擇考慮因素 ：vA、切削厚度切削厚度v當切削厚度當切削厚度hD（和進給量（和進給量f）較）較小小時，切削刃要求時，切削刃要求鋒利，因而后角鋒利，因而后角o應取應取大大(負后角負后角)些。些。v如高速鋼立銑刀，每齒進給量很小，后角

16、取到如高速鋼立銑刀，每齒進給量很小，后角取到16o。車刀后角的變化范圍比前角??；車刀后角的變化范圍比前角??；v粗車時，切削厚度粗車時，切削厚度hD較大較大，為保證切削刃強度，為保證切削刃強度，取較小后角取較小后角(正后角正后角)， o 4o8o；v精車精車時，為保證加工表面質(zhì)量，時，為保證加工表面質(zhì)量，o 8o12o。v車刀合理后角在車刀合理后角在f 0.25/r時，可選時，可選o10o12o；在在f 0.25/r時，時， o 5o8o。vB、工件材料工件材料v工件材料強度或工件材料強度或硬度較高硬度較高時，為加強切削時，為加強切削刃，一般采用刃，一般采用較小后角較小后角(正后角正后角)。v對

17、于對于塑性較大塑性較大材料，已加工表面易產(chǎn)生加材料，已加工表面易產(chǎn)生加工硬化時，后刀面摩擦對刀具磨損和加工工硬化時，后刀面摩擦對刀具磨損和加工表面質(zhì)量影響較大時，一般取表面質(zhì)量影響較大時，一般取較大后角。較大后角。如加工高溫合金時，如加工高溫合金時，o10o15o。v、選擇后角的原則選擇后角的原則：v在不產(chǎn)生摩擦的條件下，應適當減小后角。在不產(chǎn)生摩擦的條件下，應適當減小后角。v3主偏角、副偏角的選擇主偏角、副偏角的選擇v（1）主偏角的選擇）主偏角的選擇vA、主偏角、主偏角r的增大或減小對切削加工有利的一的增大或減小對切削加工有利的一面面v在背吃刀量在背吃刀量ap與進給量與進給量f 不變時，主偏

18、角不變時，主偏角r減小減小將使切削厚度將使切削厚度hD減小，切削寬度減小，切削寬度bD增加，參加增加，參加切削的切削刃長度也相應增加，切削刃單位長度切削的切削刃長度也相應增加，切削刃單位長度上的受力減小，上的受力減小，散熱條件散熱條件也得到改善。也得到改善。v主偏角主偏角r減小時，刀尖角增大，減小時，刀尖角增大，刀尖強度刀尖強度提高，提高，刀尖散熱體積增大。刀尖散熱體積增大。v所以，主偏角所以，主偏角r減小，能提高刀具耐用度。減小，能提高刀具耐用度。vB、主偏角、主偏角r的增大或減小對切削加工不利的一面的增大或減小對切削加工不利的一面v主偏角的減小也會產(chǎn)生不良影響。因為根據(jù)切削主偏角的減小也會

19、產(chǎn)生不良影響。因為根據(jù)切削力分析可以得知，力分析可以得知，主偏角主偏角r減小，將使背向力減小，將使背向力Fp增大，增大，從而使切削時產(chǎn)生的撓度增大，降低加工從而使切削時產(chǎn)生的撓度增大，降低加工精度。同時背向力的增大將引起精度。同時背向力的增大將引起振動振動。v因此主偏角的減小對因此主偏角的減小對刀具耐用度和加工精度刀具耐用度和加工精度產(chǎn)生產(chǎn)生不利影響。不利影響。 v、工藝系統(tǒng)剛性較差工藝系統(tǒng)剛性較差時時 （工件長徑比（工件長徑比lw/dw = 6-12） ，或帶有沖擊性的切削，主偏角，或帶有沖擊性的切削，主偏角r可以取大可以取大值，一般值，一般r60o75o，甚至主偏角，甚至主偏角r可以大于可

20、以大于90o，以避免加工時振動。，以避免加工時振動。v硬質(zhì)合金刀具車刀的主偏角多為硬質(zhì)合金刀具車刀的主偏角多為60o75o 。 v、根據(jù)工件加工要求選擇。、根據(jù)工件加工要求選擇。 v當車階梯軸時，當車階梯軸時， r 90o；同一把刀具加工外圓、；同一把刀具加工外圓、端面和倒角時，端面和倒角時， r 45o。 v（2）副偏角的選擇）副偏角的選擇v副偏角副偏角r的大小對刀具耐用度和加工表面的大小對刀具耐用度和加工表面粗糙度的影響：粗糙度的影響：vA、副偏角的減小，將可降低殘留物面積、副偏角的減小，將可降低殘留物面積的高度，提高理論表面的高度，提高理論表面粗糙度粗糙度值，值，vB、副偏角減小刀尖強度

21、增大，散熱面積、副偏角減小刀尖強度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。增大，提高刀具耐用度。vC、副偏角太小會使刀具副后刀面與工件、副偏角太小會使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動。工中振動。v副偏角的選擇考慮的各種綜合因素副偏角的選擇考慮的各種綜合因素 ：v、工藝系統(tǒng)剛性好時，加工高強度高硬、工藝系統(tǒng)剛性好時，加工高強度高硬度材料，一般度材料，一般r5o10o；加工外圓及端；加工外圓及端面，能中間切入，面，能中間切入，r45o。v、工藝系統(tǒng)剛度較差時，粗加工、強力、工藝系統(tǒng)剛度較差時，粗加工、強力切削時，切削時，r10o15o；

22、車臺階軸、細長；車臺階軸、細長軸、薄壁件，軸、薄壁件，r5o10o。v、切斷切槽，、切斷切槽，r1o2o。v副偏角的選擇原則副偏角的選擇原則是：在不影響摩擦和振是：在不影響摩擦和振動的條件下，應選取較小的副偏角。動的條件下，應選取較小的副偏角。v4刀尖形狀的選擇刀尖形狀的選擇v刀尖刀尖概念概念：主切削刃與副切削刃連接的地方：主切削刃與副切削刃連接的地方v刀尖是刀具強度和散熱條件都很差的地方。切刀尖是刀具強度和散熱條件都很差的地方。切削過程中，削過程中，刀尖切削溫度較高，刀尖切削溫度較高，非常容易磨損，非常容易磨損，因此增強刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖對因此增強刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖對已加工表面粗糙度有很大影響。已加工表面粗糙度有很大影響。 (a)倒角刃倒角刃 (b)圓弧刃圓弧刃 (c)修光刃修光刃1、工件材料強度或、工件材料強度或硬度較高硬度較高時，為加強切時，為加強切削刃，一般采用削刃，一般采用較小后角較小后角。2、對于、對于塑性較大塑性較大材料，已加工表面易產(chǎn)生材料，已加工表面易產(chǎn)生加工硬化時，后刀面摩擦對刀具磨損和加工硬化時，后刀面摩擦對刀具磨損和加工表面質(zhì)量影響較大時，一般取加工表面質(zhì)量影響較大時，一般取較大較大后角。后角。3、工藝系統(tǒng)剛性較好、工藝系統(tǒng)剛性較好時（工件長徑比時（工件長徑比lw/dw 6） ，主偏角，主偏角r可以可以