切削金属时,刀具切削工件,刀具角度是确定刀具切削部分几何形状的重要参数。
1.车刀切削部分的组成
三条边、两条棱和一个点
车刀的切削部分包括切削面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖。
1)切削面:切屑流动的刀具表面。
2)主侧面 刀具面对工件加工表面并与之相互作用的表面称为主侧面。
3) 副侧面 刀具面对工件加工表面并与之相互作用的表面称为副侧面。
4)主切削刃 刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。
5)副切削刃 刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。
6)刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实际上是一条小曲线或直线,称为圆角刀尖和倒角刀尖。
2.测量车刀切削角度的辅助平面
为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为参考,这三个辅助平面分别是截面平面、基准平面和正交平面。
1)切削平面——在主切削刃上选定点切削的平面,与刀架下平面垂直。

2)底面——通过主切削刃选定点且与刀架底面平行的平面。

3)正交平面——垂直于剖面且垂直于基准平面的平面。

可以看出,这三个坐标平面相互垂直,构成一个空间直角坐标系。

3.主要几何角度及车刀的选择
1)切削角度选择原则(γ0)
切削角的大小主要解决刀头的坚固性和锋利性的矛盾。因此,首先应根据加工材料的硬度来选择切削角,加工材料硬度高时切削角宜取小值,硬度低时切削角宜取大值。其次,应根据加工性质来考虑切削角,粗加工时切削角宜取小值,精加工时切削角宜取大值。切削角一般在-5°~25°之间选择。

通常,制造车刀时,切削角(γ0)不是预先设定的,而是通过在车刀上刃磨容屑槽来获得切削角。容屑槽又称断屑槽,其作用是将切屑折断而不造成缠绕,控制切屑流向,以保持加工表面的精度,并延长刀具寿命;

2)拔模斜度(α0)的选择原则
首先考虑加工特性。精加工时,拔模角取较大值;粗加工时,后角取较小值。其次,考虑加工材料的硬度。如果加工材料硬度高,则主后角应较小,以提高刀头的强度。反之,拔模角应较小。拔模角不能为零或负值,一般选择在6°至12°之间。

3)主偏角(Kr)的选择原则
首先,要考虑由车床、夹具和刀具组成的车削工艺系统的刚度。如果系统刚度好,攻角应该较小,这将有助于提高车刀的寿命,改善散热条件和表面粗糙度。其次,必须考虑加工空间的几何形状。在加工阶段,主偏角应为90°。当加工中间切入的零件时,主偏角一般应为60°。主偏角一般在30°至90°之间,最常用的是45°、75°和90°。

4)副偏角(Kr')的选择原则
首先,要考虑车刀、工件、夹具是否具有足够的刚性,以减小二次偏角;否则,必须取较大的值。其次,要考虑加工性能。精加工时,二次偏角可在10°~15°之间,粗加工时,二次偏角可在5°左右。

5)刃倾角(λS)的选择原则
主要取决于加工特性。粗加工时,工件对车刀的冲击较大,因此λS ≤ 0°。精加工时,工件对车刀的冲击较小,因此λS ≥ 0°;λS =0°。刀刃倾角一般在-10°~5°之间选择。

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