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青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础第四节刀具几何参数的合理选择主要教学内容：§4刀具几何参数的合理选择前角的选择后角的选择主偏角及副偏角的选择刀刃角的选择青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础第四节刀具几何参数的合理选择教学目的：理解切削用量的选择原则和切削液的作用掌握切削用量的选择方法和切削液的选用。教学重点：切削用量中背吃刀量、进给量和切削速度的选择。教学难点：不同加工过程中背吃刀量、进给量和切削速度的选择。青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础一、前角的选择（一）前角的功用前角的功用主要影响切削变形和切削力的大小及刀具耐用度和表面质量的高低。增大前角使切削变形和摩擦减少，故切削力小、切削热少，加工表面质量高。但前角过大，刀具强度降低，散热体积减少，刀耐用度下降。减少前角，刀具强度提高，刀屑变形增大，易断屑。但前角过小，会使切削力和切削热增加，道具耐用度降低。青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础一、前角的选择（二）合理前角的选择原则①刀具材料：脆性↑→γo↓（高速钢→γo↑，硬质合金→γo↓，陶瓷→γo↓）②工件材料：塑性材料→γo↑,脆性材料→γo↓,强度→γo↓,硬度→γo↓③加工要求：粗加工→γo↓,断续切削→γo↓,精加工→γo↑④机床功率和系统刚度:功率大刚度高γο↓,数控机床、自动线：γο↓青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础二、后角的选择（一）后角的功用后角的主要功用是减小主后刀面与过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦，减轻刀具磨损。后角小使主后刀面与工件表面的摩擦加剧，刀具磨损加大，工件冷硬程度增加，加工表面质量差；尤其是切削厚度较小时，由于刃口钝圆半径的影响，上述情况更为严重。后角增大，摩擦减小，也减小了刃口钝圆半径，这对切削厚度较小的情况有利，但使刀刃强度和散热情况变差。青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础二、后角的选择（二）合理后角的选择原则①粗加工：ａo↓,精加工：ａo↓②塑性材料:ａo↑,脆性材料:ａo↓,硬度高:ａo↓,强度高ａo↓③工艺系统：刚度高ａo↓青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础三、前后刀面的形式及选择（1）前刀面常见的形式及其选择：（如图）青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础三、前后刀面的形式及选择（1）前刀面常见的形式及其选择：a、正前角单平面型：精加工刀具、复杂刀具加工脆性材料的刀具b、正前角曲面带倒棱型：加工塑性材料的刀具c、负前角单平面型：后刀面磨损刀具d、负前角双平面型：前后刀面磨损的刀具注意：区别负前角与负倒棱青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础三、前后刀面的形式及选择（1）前刀面常见的形式及其选择：注意：区别负前角与负倒棱青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础三、前后刀面的形式及选择（2）后刀面的常见形式①单一后刀面：基本形式、常用，精加工刀用②有刃带的后刀面：可增加刀具耐磨性，定尺寸刀具用③带消振棱的后刀面：可抑制振动，加工时容易振动使用④双重或三重后刀面：可增加刃口强度，较少后刀面磨损青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础四、主偏角及负偏角的选择（一）主偏角的功用及合理主偏角的选择1、主偏角的功用主偏角的功用主要影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。主偏角κr较小，则刀头强度高，散热条件好，已加工表面残留面积高度小，作用主切削刃的长度长，单位作用主切削上的切削负荷小；其负面效应为背向力大，切削厚度小，断屑效果差。主偏角较大时，所产生的影响与上述完全相反。青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础四、主偏角及负偏角的选择2、主偏角的选择①系统刚度：刚度好，Kr取小值，刚度差，Kr取大值。②工件形状：Kr按工件阶梯的角度选。③工件材料：工件很硬时，Kr取小值。④散热条件：需要时加强散热时，Kr取小值。⑤产量条件：需要刀具通用性好时,取Kr＝90°、Kr＝45°青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础四、主偏角及负偏角的选择（二）副偏角的功用及合理副偏角的选择1、副偏角的功用负偏角的功用主要是减小副切削刃和已加工表面的摩擦。较小的副偏角，可减小残留面积高度，提高刀具强度和改善散热条件，但将增加副后刀面与已加工表面之间的摩擦，且易引起振动。青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础四、主偏角及负偏角的选择2、副偏角的选择1）一般刀具的副偏角，在不引起振动的情况下，可选取较小的副偏角，如车刀、刨刀均可取κr`=5度~10度2）精加工刀具的副偏角应取的小一些，以减小残留面积，从而减小表面粗糙度。3）加工强度、高硬度材料或断续切削时，应取较小的副偏角（κr`=4度~6度）4）切断刀、锯片刀和槽铣刀等，为了保证刀头强度和重磨后刀头宽度变化较小，只能取很小的副偏角。（κr`=1度~2度）青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础五、刃倾角的功用（一）刃倾角的功用刃倾角主要影响切削流向和刀尖强度。刃倾角为正值，切削开始为正值，切削开始时刀尖与工件接触，切屑流向待加工表面，可避免缠绕和划伤已加工表面，对半精加工、精加工有利。刃倾角为负值。切削开始时刀尖后接触工件，切屑流向已加工表面，容易将已加工表面划伤；在粗加工开始时，尤其是在断续切削时，可避免刀尖受冲击，起保护刀尖的作用，并可改善刀具散热条件。青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础五、刃倾角的功用（一）刃倾角的功用青岛滨海学院第一章数控加工的切削基础五、刃倾角的功用（二）刃倾角的选择刃倾角：使刀具刃口锋利，切削平稳原则：1）粗加工λS0（保护刀尖）精加工λS0（使FP小些）2）断续切削：λS0（保护刀尖）3）工件σb、HB大：λS0（保护刀尖）4）系统刚性差：λS0（使FP小些）5）微量切削：λS取大值(使刀具实际刃口半径↓）面间的摩擦。一般车刀、刨刀等的副后角取得与主后角相等；而切断到、切槽刀及锯刀铣刀等的副后角因受刀头强度限制，只能取得较小，通常α`=1度~2度