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在选择车刀是不同角度的作用介绍
时间:2017-9-8

  在数控木工车床中肯定是需要车刀的,车刀的角度选择上大家可能会思考一下,不知道选择哪种角度的车刀,其实车刀的角度是根据工艺和材料选择的,具体有哪些角度的车刀呢?下面给大家介绍一下。
  任何刀具都由刀头和刀柄两部分构成。刀头用于切削,刀柄用于装夹。虽然用于切削加工的刀具种类繁多,但刀具切削部分的组成确有共同点。车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。
  车刀属于单锋刀具,因车削工作物形状不同而有很多型式,但它各部位的名称及作用却是相同的。一支良好的车刀必须具有刚性良好的刀柄及锋利的刀锋两大部份。车刀的刀刃角度,直接影响车削效果,不同的车刀材质及工件材料、刀刃的角度亦不相同。车床用车刀具有四个重要角度,即前间隙角、边间隙角、后斜角及边斜角。
1)前间隙角
  自刀鼻往下向刀内倾斜的角度为前间隙角,因有前间隙角,工作面和刀尖下形成一空间,使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小,刀具将在表面上摩擦,而产生粗糙面,角度太大,刀具容易发生震颤,使刀鼻碎裂无法光制。装上具有倾斜中刀把的车刀磨前间隙角时,需考虑刀把倾斜角度。高速钢车刀此角度约8~10度之间,碳化物车刀则在6~8度之间。
2)边间隙角
  刀侧面自切削边向刀内倾斜的角度为边间隙角。边间隙角使工作物面和刀侧面形成一空间使切削作用集中于切削边提高切削效率。高速钢车刀此角度约10~12度之间。
3)后斜角
  从刀顶面自刀鼻向刀柄倾斜的角度为后斜角。此角度主要是在引导排屑及减少排屑阻力。切削一般金属,高速钢车刀一般为8~16度,而碳化物车刀为负倾角或零度。
4)边斜角
  从刀顶面自切削边向另一边倾斜,此倾斜面和水平面所成角度为边斜角。此角度是使切屑脱离工作物的角度,使排屑容易并获得有效之车削。切削一般金属,高速钢车刀此角度大约为10~14度,而碳化物车刀可为正倾角也可为负倾角。
5)刀端角
  刀刃前端与刀柄垂直之角度。此角度的作用为保持刀刃前端与工件有一间隙避免刀刃与工件磨擦或擦伤已加工之表面。
6)切边角
  刀刃前端与刀柄垂直之角度,其作用为改变切层的厚度。同时切边角亦可改变车刀受力方向,减少进刀阻力,增加刀具寿命,因此一般粗车时,宜采用切边角较大之车刀,以减少进刀阻力,增加切削速度。
7)刀鼻半径
  刀刃最高点之刀口圆弧半径。刀鼻半径大强度大,用于大的切削深度,但容易产生高频振动。
如何确定车刀刀具角度
  合理的选择刀具几何角度,有利于改善加工条件,节约加工时间,提高了加工效益,保证被加工工件的质量,和延长了刀具的使用寿命,下面从刀具的结构类型上来选择车刀刀具的角度。
一、 传统的焊接车刀(如下图)
  粗加工时,着重考虑保证最长的刀具使用寿命,精加工时,主要考虑保证加工精度和已加工表面质量的要求,机床刚性和动力不足时,刀具应力求锋利(如增大前角和主偏角,减小切削刃钝圆半径等),以减小切削力和振动。
  在焊接车刀中:
  (1)前角精加工时选较大值,粗加工选较小值;加工材料的塑性、韧性高时,前角较大;强度、硬度高时前角较小;加工脆性、淬硬材料前角小或负值;增大前角能减小切削变形、摩擦力,因此,对形成积屑瘤、鳞刺、加工硬化等的影响较小,但加工表面粗糙度低。
  (2)后角精加工时较大,粗加工较小;切削塑性金属时后角较大;脆性金属后角较小,切削强度、硬度高材料后角较小,切削韧性高材料易产生粘屑故后角选较大值;例如高速钢刀具的抗弯强度、韧性较高,故前角大;硬质合金刀具前角较小。
  (3)在加工系统刚性允许时,减小主偏角能减小表面粗糙度高度,提高加工表面质量;
  (4)当刃倾角绝对值增大时,实际工作角增大,因此切削变形小。
二、机夹式车刀(如下)
  机夹刀具就是普通的刀片,用机械加固的方法将刀片固定在刀杆上使用,与传统的焊接时刀具相比机夹式刀具避免焊接内应力而引起刀具寿命下降,刀杆利用率高,刀片可刃磨获得使用参数,使用灵活方便,刀片磨损后直接拆下来更换新刀片,节约了时间,提高了加工效益。
三、可转位车刀
  随着数控车床的普及,可转位车刀的应用范围日益广泛。可转位车刀在加工中转位迅速,尺寸稳定,刀片磨损后可以快速更换。
  在可转位车刀中(1)前角的大小直接影响刀刃的强度和锋利程度。增大前角可减小切屑变形,使切削越发轻盈,并前进刀具寿命。但前角太大会削弱切削刃强度,易于崩刃,反而会收缩刀具寿命。(2)后角次要用于减小切削过程中后刀面与过渡概况之间的冲突。设计可转位车刀时,需要对后角与前角截至解析考虑,选定刀片后角后,再依据刀片槽前角必定刀片槽后角。(3)主偏角kr主偏角对可转位车刀的寿命影响较大。一般来讲,减小主偏角可延长刀具义务寿命。但当被加工工件刚性不够时,减小主偏角会增大径向力,引起加工振动,同时影响刀具寿命;(4)工件精车时,为防止切屑流向并擦伤已加工概况,刃倾角常取正值。其它,刃倾角的大小还会影响切削刃锋利程度。
  标准的机夹可转位外圆车刀和内孔车刀的主偏角,前角,后角,刃倾角一般 均是设计好的标准结构,而且此类刀杆是国标型号代码来统一表示,机加工工艺员根据加工工件的形状尺寸和走到路径选择车刀型号即可。其中标准可转位外圆车刀的刀杆表示方法
四、三种车刀的特点
  (1)焊接车刀:结构简单,紧凑;抗震性能好,制造方便,使用灵活;但刀片较易崩碎,刀片、刀杆材料得不到完全的利用;有焊接应力。
  (2)机夹式车刀:不经高温焊接;使用时间长(耐磨性好),生产力高;刀杆重复使用,刀片重磨次数多;压板断屑;需重磨(刃磨产生裂纹);
  (3)可转位式车刀:不需焊接,重磨,刀片性能好;生产率高;更换方便,易保证加工精度。
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