加工中心刀具几何参数的合理选择--文摘_313131ok的空间

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刀具几何参数包括刀具几何角度、刀面形式和切削刃形状等。它们对切削时金属的变形、切削力、切削温度、刀具磨损、已加工表面质量等都有明显的影响。
    所谓合理的几何参数是指在保证加工质量的前提下，能够获得{zg}刀具耐用度，从而达到提高切削效率，降低生产成本的目的。
    合理选择刀具几何参数的一般要求：
    (1)考虑工件的实际情况。如材料的物理机械性能、毛坯情况(铸、锻等)、形状、材质等。
    (2)考虑刀具材料和结构。如高速钢、硬质合金刀具材料，整体、焊接、机夹等结构。
    (3)注意几何参数之间的关系。如选择前角应同时考虑断屑槽的形状，切削刃是否倒棱，刃倾角的正、负等。
    (4)了解具体加工条件。如机床、夹具情况，系统刚性，粗或精加工，自动生产线等。
    (5)正确处理刀具的锋锐性与强度、加工中心耐磨性的关系，在保证刀具足够强度和耐磨性的前提下，力求刀具锋锐，在提高锋锐的同时，设法强化刀尖和切削刃等。
    合理的刀具几何参数是由众多的因素的优化组合，要全面考虑，不可顾此失彼。
    (一)前角及前刀面形状的选择
    前刀面在主截面内通常有五种形状
    1．正前角平面型
    这种形状的特点是结构简单、刀刃锐利，但强度低、传热能力差、切削变形小、不易断屑，多用于各种高速钢刀具和切削刃形状较复杂的成形刀具，加工中心及加工铸铁、青铜等脆性材料用的硬质合金刀具。
    2．正前角平面带倒棱型
    在正前角刀具切削刃附近的前刀面上磨出很窄的棱边，管螺纹车床称为倒棱。倒棱能提高切削刃强度，是防止因前角yo增大而使刀刃强度削弱的一种措施。这种型式多用于粗加工铸锻件或断续切削，其中正倒棱适于高速钢车刀，负倒棱适于硬质合金车刀。
倒棱的宽度l选取应恰当，应保证切屑仍能沿正前角丁。的前刀面流出，否则前角丁。变为负前角。而倒棱的宽度l取值与进给量／有关，常取l c(0．3-0．8)／，精加工取小值，粗加工取大值；对倒棱前角丫01，高速钢刀具丁olc0*—5*；硬质合金刀具丁olc—5‘～—10‘；对于进给量很小(／≤0．2mm／r)的精加工刀具，为使切削刃锋利，不宜磨出倒棱。
    采用切削刃钝圆加工中心也是提高切削刃强度、减少刀具破损的有效方法，管螺纹车床断续切削时适当加大切削刃钝圆半径丁。值，可增加刀具抗冲击能力；切削刃钝圆还有一定的切挤熨压及消振作用，可改善已加工表面粗糙度。
    一般情况下，常取丁9<夕3。轻型钝圆丁，：0．02—0．03mm，中型钝圆Y9：0．05—0．1mm，对于强力切削的重型钝圆丁。二0．15mm。
    3．正前角曲面带倒棱型
这种形状是在平面带倒棱的基础上，前刀面为曲面，称为断屑槽，可做成直线圆弧形、直线形、全圆弧形等。直线圆弧形的槽底圆弧半径及。和直线形的槽底角(180*—口)对切屑的卷曲变形有直接的影响。当它们选择较小值时，切屑卷曲半径较小，切屑变形大，易折断；但过小时易使切屑堵塞在槽内，增大切削力，甚至崩刃。一般条件下，常取及。：(0．4～0．7)W”，槽底角取110‘～130‘。加工中心这两种槽形较适于加工碳素钢、合金结构钢、工具钢等，一般yo为5*-15‘。管螺纹车床全圆弧槽形可获得较大的前角，且不至于使刃部过于削弱。加工紫铜、不锈
钢等高塑性材料时，丁。可增至25’—30*。
    4．负前角平面型
    切削高强度、高硬度材料时，为使脆性大的硬质合金刀片承受压应力，充分发挥硬质合金刀片的潜能，而采用负前角平面型，这是因为硬质合金的抗压强度比抗弯强度高3～4倍。但负前角会使切削力、能耗增大，机床易产生振动，使用时应注意。
    5．负前角双面型
    当刀具磨损主要产生于前刀面时，刃磨前刀面使刀具材料损失过大，也可采用负前角双面型。这时负前角的棱面应具有足够的宽度，以确保切屑沿该面流出。
    (二)前角的选择
    前角既影响切削过程中的变形和摩擦，又影响刀具的强度。增大前角管螺纹车床，切屑变形和摩擦减少，从而使切削力减小，切削热减小，加工表面质量提高。加工中心但前角过大会使刀具强度降低，散热条件变差，刀具耐用度下降。
    前角的选用原则是：
    (1)在刀具强度许可的条件下，尽量选用大的前角，一般情况下高速钢刀具可比硬质合金刀具的前角大5‘—10‘。
    (2)对于成形刀具来说，为减少刀具形状误差，常用较小的前角，甚至取前角为零。
    (3)加工塑性材料时应选用较大的前角，加工脆性材料时用较小的前角。
    (4)粗加工，尤其是断续切削，为保证切削刃有足够的强度，应选用较小的前角，但在采取某些强化切削刃和刀尖的措施后，仍可增大前角至合理的数值。精加工时，应选用较大的前角。
    (5)工艺系统刚性差和机床功率不足时，应选用较大的前角。
    (6)数控机床、加工中心自动生产线等所用刀具，考虑要有较长的刀具耐用度及工作的稳定性，常取较小的前角。
    (三)后角及后刀面的选择
    1．土后角o。及后刀面的选择
    增大主后角可减小主后刀面与过渡表面之间的摩擦；主后角影响楔角氏的大小，从而可配合前角来调整切削刃的锋利程度和刀具的强度。主后角过小会引起刀具和过渡表面之间的剧烈摩擦，管螺纹车床使切削区的温度急剧升高，其现象是切屑颜色加深，工件因热膨胀使尺寸加大，甚至产生严重的加工硬化。反之，增大后角能明显改善上述情况，但后角o。过大时，将使楔角声。过小，切削刃强度削弱，加工中心散热条件变差，反而降低了刀具寿命。
    2．后角的选择
    在保证刀具有足够的强度和散热体积的基础上，保证刀具锋利和减少后刀面与工件的摩擦。所以后角的选择应根据刀具、工件材料和加工条件而定。在粗加工时以确保刀具强度为主，应取较小的后角o。二4*—6*；在精加工时以保证加工表面质量为主一般取o。二8*—12‘。工件材料硬度高、强度大或者加工脆性材$时取较小后角；反之，后角可取大值。高速钢刀具的后角比同2型的硬质合金刀具稍大一些。加工中心当工艺系统刚性差，为防止振动取较小后角o。；为减振或消振还可以在后刀面上磨出乙二0．1，0．2mm，001二0*的刃带；或^s1：0．1—0．2mm，Ool’—5‘——10的管螺纹车床消振棱。
    3．副后角o：及后刀面的选择
    一般刀具的副后角取和主后角相同的数值。只有切断刀、锯片等刀具，因受结构强度的限制，只许取较小的副后角o：二1‘-2

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