刀具的標(biāo)注角度是在假定運(yùn)動(dòng)條件和安裝條件下,在刀具標(biāo)注角度的參考系中確定的。車(chē)刀的5個(gè)主要標(biāo)注角度是前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角,如圖5.1.10所示。
圖5.1.9 車(chē)刀的主剖面參考
圖5.1.10 車(chē)刀的主要角度
1)前角γo
在主剖面中測(cè)量的前刀面與基面之間的夾角。通過(guò)選定點(diǎn)的基面位于刀頭實(shí)體之外時(shí),γo規(guī)定為正值;位于刀頭實(shí)體之內(nèi)時(shí),則γo規(guī)定為負(fù)值。前角的大小對(duì)切削難易程度影響很大。增大前角可使刀具鋒利,切削輕快。但前角過(guò)大,則會(huì)使刀刃和刀尖的強(qiáng)度下降,刀具導(dǎo)熱體積減小,從而影響刀具使用壽命。
前角γo的大小選擇與工件材料、加工要求及刀具材料有關(guān)。加工塑性材料時(shí)前角應(yīng)選得大些,加工脆性材料時(shí)應(yīng)選得小些;工件材料的強(qiáng)度低、硬度低,前角應(yīng)選得大些,反之應(yīng)選得小些,甚至選零度或負(fù)值;精加工時(shí)前角應(yīng)選得大些,粗加工時(shí)應(yīng)選得小些;刀具材料韌性好(如高速鋼)前角可選得大些,而刀具材料韌性差(如硬質(zhì)合金)應(yīng)選得小些。例如,用硬質(zhì)合金車(chē)刀切削鋼件,γo可取10°~20°;切削灰鑄鐵,γo可取5°~15°;切削鋁及鋁合金,γo可取25°~35°;切削高強(qiáng)度鋼,γo取- 5°左右。
2)后角αo
在主剖面中測(cè)量的主后刀面與切削平面之間的夾角。
后角αo的作用是為了減小主后刀面與工件之間的摩擦以及主后刀面的磨損。但后角αo過(guò)大,刀刃強(qiáng)度下降,刀具導(dǎo)熱體積減小,反而會(huì)加快主后刀面的磨損。
粗加工和承受沖擊載荷的刀具,為了使刀刃有足夠的強(qiáng)度,后角αo可選得小些,一般取為4°~6°;精加工時(shí)因切深較小,刀刃不易損壞,為保證加工的表面質(zhì)量,后角αo選得大些,一般取為8°~12°。
3)主偏角κr
在基面中測(cè)量的主切削刃在基面上的投影與假定進(jìn)給方向之間的夾角。
主偏角κr的大小影響刀具壽命和切削分力的大小。如圖5.1.11所示,在切深和進(jìn)給量相同的情況下,改變主偏角的大小可以改變切削厚度和切削寬度。減小主偏角使主切削刃參加切削的長(zhǎng)度增加,切屑變薄,刀刃單位長(zhǎng)度上的切削負(fù)荷減輕,同時(shí)加強(qiáng)了刀尖,增大了散熱面積,因而使刀具壽命提高。如圖5.1.12所示,主偏角κr的大小還影響切削分力的大小。減小主偏角會(huì)使刀具作用在工件上的切深抗力增大,當(dāng)加工剛性較弱的工件時(shí),容易引起工件的變形和震動(dòng)。
主偏角的大小應(yīng)根據(jù)加工對(duì)象正確選取,車(chē)刀常用的主偏角有45°,60°,75°,90°幾種。
圖5.1.11 主偏角對(duì)切削寬度和厚度的影響
圖5.1.12 主偏角對(duì)切深抗力的影響
4)副偏角
在基面中測(cè)量的副切削刃在基面上的投影與假定進(jìn)給反方向的夾角。副偏角的作用是為了減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦,以防止切削時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)。副偏角的大小影響刀尖強(qiáng)度和已加工表面的粗糙度。如圖5.1.13所示,在切深、進(jìn)給量一定的情況下,減小副偏角可使殘留面積減小,表面粗糙度降低。
圖5.1.13 副偏角對(duì)殘留面積的影響
副偏角′的大小在不產(chǎn)生摩擦和震動(dòng)的條件下,主要依據(jù)表面粗糙度的要求來(lái)選取,一般為5°~15°,粗加工
′取較大值,精加工
取較小值。
5)刃傾角λs
在切削平面中測(cè)量的主切削刃與基面之間的夾角。當(dāng)?shù)都馐乔邢魅猩献罡唿c(diǎn)時(shí),規(guī)定λs為正值;刀尖是切削刃上最低點(diǎn)時(shí),規(guī)定λs為負(fù)值。
刃傾角λs主要影響刀尖的強(qiáng)度和切屑流動(dòng)的方向。如圖5.1.14所示,λs= 0°時(shí),切屑向著與主切削刃垂直的方向流動(dòng);λs>0°時(shí),切屑向著待加工表面方向流動(dòng);λs<0°時(shí),切屑向著已加工表面方向流動(dòng)。
粗加工時(shí)為了增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度,常取λs<0°;精加工時(shí)為了防止切屑劃傷已加工表面,常取λs>0°或λs= 0°。車(chē)刀的刃傾角一般在- 5°~+ 5°之間選取。斷續(xù)切削時(shí),為了提高刀具的耐沖擊能力,λs可在- 5°~- 15°之間選取。
圖5.1.14 刃傾角對(duì)排屑方向的影響