切削金属时,刀具切入工件,刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数 。
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一、车刀切削部分的组成
三面二刃一刀尖
车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成 。
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1)前刀面 刀具上切屑流过的表面 。
2)主后刀面 刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面,称为主后刀面 。
3)副后刀面 刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面,称为副后刀面 。
4)主切削刃 刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃 。
5)副切削刃 刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃 。
6)刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖 。刀尖实际是一小段曲线或直线,称修圆刀尖和倒角刀尖 。
二、测量车刀切削角度的辅助平面
为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为基准,这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面 。
1)切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面 。
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2)基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面 。
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3)正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面 。
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可见这三个坐标平面相互垂直,构成一个空间直角坐标系 。
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三、车刀的主要几何角度及选择
1)前角(γ0 ) 选择的原则
前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾 。因此首先要根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 。其次要根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°之间选取 。
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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,它的作用大了去了折断切屑,不产生缠绕; 控制切屑的流出方向,保持已加工表面的精度;降低切削抗力,延长刀具寿命 。
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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,以增强刀头的坚固性;反之,后角应取小值 。后角不能为零度或负值,一般在6°~12°之间选取 。
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3)主偏角(Kr ) 的选用原则
首先考虑车床、夹具和刀具组成的车削 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°,加工中间切入的工件,主偏角一般取60 ° 。主偏角一般在30°~ 90°之间,最常用的是45°、75 °、90 ° 。
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4)副偏角(Kr’ )的选择原则
首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性,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 。
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5)刃倾角(λS)的选择原则
主要看加工性质,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°之间选取 。
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