刀具角度的变化与工件材料的关系.docx

1、刀具角度的变化与工件材料的关系一 刀具角度变化与工件材料关系1、加工灰铸铁材料时刀具角度选择加工灰铸铁材料时，有利于切削加工条件是：硬度低（一般为HB=170241范围内）、抗拉强度低、塑性小，因此切屑变形和切削抗力小。不利于切削加工条件是：铸件表面有带型砂硬皮和氧化层，局部白口铁，铸造过程中砂眼气孔缩松等缺陷，这些对刀具耐用度是很有害。根据铸件表面缺陷，必须增加刀具切削部分强度，前角应选得小些（前角选择范围100之间）。又因为灰铸铁切削时呈碎状切屑，切削抗力全集中在切削刃上，刀尖区域内散热性差，为了增加散热面积，应选择较小主偏角（选择范围7545之间）。在不影响刀具强度条件下，应适当加大后角

2、（选择范围612之间），以减少后面磨损。2、加工不锈钢（1Cr18Ni9Ti）材料时刀具角度选择由于不锈钢材料又粘又硬，切削时不利因素较多，困难较大。根据不锈钢又粘又硬特点：首先选择合理刀具材料：YG8、YW1、YW2。由于不锈钢材料塑性大，因此切屑变形大，切削力也大，为了便于加工，应选择较大前角（选择范围1530之间）。为了增加刀具强度，加前角负倒棱。为了减少切削刀具后面与工件间摩擦，又不影响刀具强度，后角应选在810范围内。不锈钢冷硬性强，塑性变形大，故应选择较大主偏角（选择范围9075之间），可根据加工余量选择，加工余量大时，主偏角小些，加工余量小时，主偏角大些。不锈钢材料粘结磨损比较严

3、重，应增加刀头部分表面光洁度。选用合适润滑冷却液，防止刀瘤产生，减少刀具磨损，延长使用寿命。先进刀具举例不锈钢（1Cr18Ni9Ti）外圆粗车刀刀具特点（1）由卷屑槽形成前角r=2025，因前角较大，功率消耗较少。（2）刀刃带有23、宽为0.20.3棱边，增强了刀刃，适于大余量加工。（3）刀刃低于刀面0.150.25。使切屑向前卷曲时碰在主后面上，自动断屑。（4）由于卷屑槽较大，故不太耐冲击，所以仅适于加工余量较均匀不锈钢。（5）加工表面光洁度可达4。使用条件（1）适用于C620或C630车床。（2）切削用量：切削速度v =50100米/分， 切削深度t =210毫米， 走刀量s =0.20.

4、3毫米。（3）加工直径50120毫米。注意事项（1）卷屑槽宽度35毫米，随切削深度大小选定，随t 增大而增大。（2）=08加工零件余量不匀时，宜采用大值，余量均匀时选用小值。（3）只有刀刃比刀前面低时，方能断屑。（4）由于不锈钢切削力较大，故刀具不能离刀架太长，否则会发颤。（5）为增加刀具寿命，减少粘刀现象，最好刃磨后进行研磨。3、加工铸造黄铜材料时刀具角度选择 黄铜材料加工特点是：强度硬度低，塑性小，切削抗力很小，看来这是有利于加工条件，但是如果思想上疏忽，也会引出坏结果。由于黄铜材料强度低、硬度低、塑性小，材料表面硬而光滑加上内部组织粗松，在切削过程中，当选用较大前角，切削刃锋利时，容易产

5、生“扎刀”现象。因此，刀具前角应选得小些（选择范围103之间）。 黄铜材料导热性较好，热量大部分由切屑和工件传递出去，所以刀具主偏角可选择大些（选择范围6090之间）。4、加工铝合金材料时刀具角度选择 加工铝合金材料时，有利条件比较多：它强度硬度低，因此切削力很少，又因其塑性小，延伸率低。因此可以选择较大前角（选择范围2030）。导热性能好，可降低切削温度。主偏角可选择较大些（选择范围6090）。虽然加工铝合金材料有利条件较多，但决不能忽略它不利条件。 下面就来分析铝合金加工不利条件及刀具角度变化：（1）在切削刃处有局部高压高温区域又加上铝合金熔点低（659），因此容易产生刀瘤，使光洁度降低。

6、为了防止刀瘤产生应加大刀具前角。刀具前面、后面表面光洁度亦应高些（一般在8以上）。在加工时，加合适润滑冷却液（如肥皂水和柴油）。（2）铝合金中含有硅（Si），而硅化合物是硬度很高质点，会加剧刀具磨损，为了减少磨损，应选择较大后角（选择范围812之间）。5、加工淬火钢材料时刀具角度选择加工淬火钢最突出特点是：硬度高，脆性较大。根据淬火钢材料加工特点，如何选择合理刀具角度进行加工呢？由于淬火钢硬度很高，切削抗力很大，切削热也大，刀具磨损和崩坏现象比较多。为了改变这种不利状况，应增加刀具强度。采取下列方法：（1）应选择适合于加工淬火钢刀具材料：YT30、YW1、YW2。（2）应选用负前角（选择范围-

7、5-12）或正值刃倾角（510）。为了增加刀具散热面积，应减小刀具主偏角（选择范围6020）。先进刀具举例淬火钢车刀刀具特点（1）刀片材料为YT30硬质合金。（2）主、副切削刃均采用负前角，主、副前面相交处为一个凸峰，形成较大刃倾角，刀尖强度比一般刀具大得多。（3）刀尖圆弧半径（R=12毫米）比一般刀具大，刀尖散热性好，耐磨，提高了刀具寿命。使用条件（1）粗车外圆：v 30米/分， s =0.10.2毫米/转， t =0.71毫米。（2）粗车内孔：v 25米/分， s =0.10.2毫米/转， t =0.50.8毫米。（3）精车外圆：v 27米/分， s =0.080.1毫米/转， t =0.

8、030.5毫米。（4）精车内孔：v 22米/分， s =0.080.1毫米/转， t =0.030.5毫米。应用范围适用于在普通车床上加工硬度HRC62淬火钢工件。使用效果外圆加工表面光洁度可达78，内孔加工表面光洁度可达67。注意事项（1）要求工件淬火后各处硬度均匀，否则工件表面凹凸不平。（2）加工时可能产生尖叫声，尤其在加工内孔时可能出现这种情况。建议用钢板尺压住刀杆，以减小或消失噪音。二 刀具角度变化与加工情况关系通过以上分析，可以看出根据工件材料，合理选择刀具角度是很重要。但是，在加工过程中，加工情况是千变万化，如：粗加工、精加工、加工细长零件、孔精加工（包括薄壁孔和深孔）等等，这些也

9、都会影响刀具角度变化。下面分别就几种加工情况，来研究刀具角度变化规律。1、工件粗加工时刀具角度选择工件粗加工时，毛坯加工余量大，表面粗糙，有氧化层，当工件几何图形不规则时，断续切削，冲击性很大，因此，切削力大，切屑变形也大，使刀尖区域内温度很高而且变化大，使刀具加剧磨损，寿命降低。为了适应粗加工特点：（1）选择适合于粗加工刀具材料：YG8、YT5、。（2）增加刀具切削部分强度，可采用以下两种方法之一。1加大前角加负倒棱，取正值刃倾角（选择范围：前角1525之间，加负倒棱，刃倾角是38之间）。2减小前角和后角（选择范围：前角100之间，后角86）。粗加工先进刀具举例大型75综合车刀刀具特点（1）

10、刀片材料为YT5硬质合金，刀杆为45号钢。（2）采用75主偏角，轴类加工时可减小径向力，避免振动；并且加宽主切削刃，从而减小切削刃单位长度上负荷，刀尖角大，散热快，可提高刀具使用寿命。（3）前角为1518，可减小负荷。（4）采用正刃倾角，弥补了法向前角大而引起刀刃强度差缺陷。根据经验，前角增加2后，将刃倾角同时增加3，刀刃强度不会降低。刃倾角大小视工件表面情况而定，一般为510。（5）采用直线型过渡刀刃（一般在4毫米以下），并在过渡刀刃与主切削刃、修光刀刃连接外研磨成小圆角、延长刀具寿命。 45过渡刀刃与圆弧刀刃比较，平均主偏角大，切削变形均匀，径向力与动力消耗都较少，刀具寿命提高。（6）修光

11、刀刃f = s +（0.30.5）毫米，保证了工件光洁度，使振动减少至最低限度。（7）断屑槽较浅，刀片磨损小，强度高；断屑槽采用65斜角，使断屑规则而有方向；弧面为R3040，向刀架与尾座45夹角方向排屑。（8）刃口倒棱随走刀量增加而适当增加，一般以不大于0.5s为宜。（9）后角较小，刀头强度较高。使用条件加工大型中碳钢铸件及锻件时：（1）机床功率N = 40千瓦以上： v =70米/分，s =1.251.5毫米/转，t =33毫米。（2）机床功率N = 25千瓦： v =50米/分，s =3.15毫米/转，t =11毫米。应用范围适合于强力切削或大走刀切削加工大型中碳钢铸件及锻件。使用效果提

12、高切削效率5倍以上。注意事项（1）装刀要牢靠，刀具不宜伸出过长，一般伸出长度为刀杆高度1.5倍，但也不宜过短，否则会影响排屑。（2）对刀时刀尖应高于工件中心，高出量以等于被加工直径1/100为宜，但不得超过4毫米。（3）机床动力要大。如发现机床负荷小，则在退刀时，应先停止走刀，然后再退刀，以保护刀尖。发现闷车现象，应先关闭马达电门，防止车头倒回；抽刀时，应先旋转后面压板螺钉，然后再旋转前面螺丝，将刀具轻轻抽出。（4）工件顶尖孔尽量大些，而且须与顶尖接触良好。2、工件精加工时刀具角度选择 工件精加工特点：要求得到较高精度和光洁度，加工余量小。不同质矛盾，只有用不同质方法才能解决。针对精加工不同特

13、点，刀具材料和刀具角度应作如下选择：（1）选择适合于精加工刀具材料：YG3、YA6、YT15、YT30。（2）由于精加工余量小，因而切屑变形和切削抗力小，所以刀具磨损很小，又因选取较小走刀量，所以：1可选择较大前角和后角。2增大刀尖圆弧半径或增加修光刀刃。精加工先进刀具举例高速精车工刀具特点（1）在一般90外圆车刀上，开出倾斜45、宽45毫米斜槽，切削轻快而且刃磨简单。（2）斜槽与基面夹角为12左右；后角68； 副后角为双重角度分别为5、8；副偏角8。（3）刀片选用YT30。使用条件（1）机床：C620、C618、C616、C615等车床。（2）切削用量：v =110120米/分， s =0.

14、080.10毫米/转， t =0.050.10毫米。使用效果 光洁度可达6。注意事项 刀尖高于中心1毫米或根据工件直径增减。3、加工细长零件时刀具角度选择在加工细长零件（一般讲，直径d/长度l1/20时，称为细长轴）时，由于工件细长，刚性差，要求切削径向力越小越好，这是个主要矛盾，捉住了这个主要矛盾，一切问题就迎刃而解了。刀具前角和主偏角是影响切削径向力主要因素，为了减少切削时径向力，应在不影响刀具强度情况下，尽量加大刀具主偏角和前角。（选择范围：主偏角7590前角1030）先进刀具举例高速车细长杆银白屑车刀刀具特点（1）采用90主偏角，径向抗力小。（2）前面磨有45毫米卷屑槽，排屑卷屑好，切屑阻力和摩擦阻力均较小，散热性能好，主切屑呈银白色。（3）主切削刃上磨有0.10.15毫米倒棱，强度较高。在= -3时倒棱面会产生线状蓝色副切屑（即刀瘤屑），位于主切屑中间，消除了刀瘤对已加工表面粘附。（4）主切削刃刃倾角采用= -3，排屑方便，切屑不会损伤已加工表面。（5）刀片材料为YT15硬质合金，刀杆为45号钢。使用条件（1）粗车时s =0.30.6毫米/转，t =1.52毫米。（2）精车时n = 600转/分（约100120米/分），s =0.080.12毫米/转，t =0.51毫米。（3）采用肥皂水作冷却液。应用范围 适用于加工光杠、丝杠等细长杆外圆表面。使用效果 加工光洁度可达