车削刀具结构及几何参数对加工的影响

车削刀具结构及几何参数对加工的影响

车削是一种常用的金属切削加工方法，通过旋转工件并使用固定刀具来去除材料，以达到所需的形状和尺寸。车削刀具的几何参数直接影响到加工效率、表面质量和刀具寿命。本文将详细介绍车削刀具各部位的名称及其作用，以及各几何参数对切削过程的具体影响。

车刀的各部位名称

车刀各部分的作用

前角

前角是前刀面与基面的夹角，它是衡量切削刃如何参与切削的一个重要指标。刀片本身的前角通常为正前角，前刀面的形状为圆弧、倒角或平面，前角的大小和正负会影响刀具强度、切削力、刀具的精加工能力、振动趋势和切屑成形。

※前角对切削力、切屑排出、切削热、刀具寿命影响都很大。

• 前角大小对切削的影响

• 正前角大,切削刃锋利,但刀刃强度下降。

• 正前角大,切削力减小;负前角过大,切削力增加。

• 不同大小前角的应用

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后角

后角具有避免刀具后刀面与工件摩擦、使刀尖自由切入工件的功能。

• 后角大小对切削的影响

• 后角大，后刀面磨损小，但刀尖强度下降，后角小则反之。

• 不同大小后角的应用

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余偏角

余偏角影响冲击力的缓和、进给分力、背分力的大小及切屑厚度。

• 余偏角大小对切削的影响
• 进给量相同时,余偏角大,刀片与切屑接触的长度增加,切屑厚度变薄,使切削力分散作用在长的刀刃上,刀具寿命得以提高。
• 余偏角大,分力a'也随之增加,加工细长工件时,易弯曲。
• 余偏角大,切屑处理性能变差。
• 余偏角大,切屑厚度变薄,切屑宽度增加,将使切屑难以碎断。

副偏角

为了避免已加工表面与刀具(副切削刃)发生干涉的角度。通常为5°~15°。

• 副偏角的影响
• 副偏角小,切削刃强度增加,但刀尖易发热。
• 副偏角小,背分力增加,切削时易产生振动。
• 粗加工时副偏角宜小些;而精加工时副偏角则宜大些。

刃倾角

刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖受此力而发生脆性损伤,故需有刃倾角。车削时为一般3°-5°;

• 刃倾角为负时,切屑流向工件。
• 刃倾角为正时,切屑反向排出。
• 刃倾角为负时,切削刃强度增大,但切削背分力也增加,易产生振动。

刃口倒棱与钝化

刃口倒棱与钝化，都是为了保证切削刃强度而对刀刃进行的处理。通常是将切削刃口倒圆或倒角。棱边是沿着前刀面或后刀面设置的狭窄带状面。通常修磨宽度为进给量的1/2。

• 刃口修磨宽对切削的影响
• 刀刃强度高,崩缺机率降低,刀具寿命提高。
• 后刀面磨损易扩展,刀具寿命低。宽度对前刀面磨损量无影响。
• 切削力增大，易产生振动。

刀尖圆弧半径

刀尖圆弧半径是车削工序中的一项关键因素。对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大,具体的选择取决于切深和进给，并会影响表面质量、断屑和刀片强度。

• 圆弧半径的影响
• 圆弧半径大的优点：
• 表面粗糙度变好。
• 刀刃强度增加，不易崩缺。
• 刀具前、后面磨损减少。
• 圆弧半径过大的缺点：
• 切削力增加，易产生振动。
• 切屑处理性能差。

选择车削刀具及参数时，需考虑被加工材料的性质、所需精度、生产批量等因素。