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關于刀具幾何角度的綜合剖析

關鍵詞 刀具|2011-06-29 15:36:57|應用技術|來源 中國磨料磨具網
摘要 一、理解基本角度基本角度分別是:在正交平面內的前角、后角;在切削平面內的刃傾角;在基面內的主偏角、副偏角。教學時很多學生感到一時難以掌握。關鍵在于未能重視和領會坐標平面和測量平面的...

  一、理解基本角度
  
  基本角度分別是:在正交平面內的前角、后角;在切削平面內的刃傾角;在基面內的主偏角、副偏角。教學時很多學生感到一時難以掌握。關鍵在于未能重視和領會坐標平面和測量平面的概念。而只是死記硬背角度定義,結果只是停留在表面上的記憶而已。
  
  其實首先應明了刀具是放在一定的測量系內確定角度的。例如:正交平面測量系包括基面、切削平面、正交平面等。對于某一平面的理解,如基面定義是:過切削刃上選定點,垂直于假定主運動方向的平面。理解時必須把握兩點:
  
  1)基面是過切削刃上的選定點;
  
  2)垂直于假定主運動方向。
  
  所謂假定主運動方向:即是假定裝刀高度在工件的中心高上。這時主運動方向是垂直向下的。此時定義的基面是一個通過主刀刃上選定點的水平面。同理,切削平面是一個通過主刀刃上選定點的且垂直于基面的一個鉛垂面。而正交平面是同時垂直于基面和切削平面的一個剖面。三個輔助平面在空間是兩兩垂直。
  
  必須清楚三個輔助平面在空間的方位以及相互位置關系。由此不難理解基本角度。比如,在正交平面內:前刀面與基面的夾角為前角;后刀面與切削平面的夾角為后角。所以學習基本角度的前提是理解輔助平面。
  
  二、派生角度
  
  派生角度是:刀尖角、楔角。因為前角、后角和楔角之和等于90°。楔角數值隨前角、后角的變化而變化;又因為主偏角、副偏角和刀尖角之和等于180°。刀尖角數值隨著主偏角、副偏角的變化而變化。這是角度數值之間的對應關系。但無論楔角還是刀尖角都是有其自身的意義和功用。決不是可有可無的。比如:車削螺紋時,刀尖角的準確與否直接影響螺紋的牙形角;還有,刀尖角、楔角的大小對刀刃的強度有極大的影響。
  
  三、轉換角度
  
  在不同的測量面內,都可以定義前角或后角。例如:在正交平面、法平面、切深平面、進給平面內都有其對應的前角和后角。
  
  各個不同的測量面內定義的角度有其獨立的意義和功用。這是因為各種刀具的加工特點不同,需要在不同的剖面內分析角度。比如:車削外圓時,一般在正交平面內分析車刀后角大小;而鉆孔時,就需要在端剖面內分析麻花鉆的后角大小。
  
  各個測量面內的同名角度在數值上又有一定的聯系。必須讓學生理解其中的異同點。比如:車刀的正交前角和法向前角的關系如下:
  
  γo=γn×cosλs;當λs=0°時:γo=γn此時法向前角就是正交前角。
  
  而λs≠0°時,γo≠γn在齒輪和螺紋加工時,會影響工件的加工精度。
  
  四工作角度
  
  刀具的標志角度是靜態角度,是唯一確定的。而動態角度即工作角度卻隨不同的工作條件而變化。
  
  比如:車削外圓時:
  
  工作前角=γ0+μ
  
  工作后角=α0-μ
  
  現在單從切削運動去分析μ值的變化。
  
  因為實際車削時,存在進給運動(尤其在加工大螺距螺紋時)。這時應以合成切削運動定義基面和切削平面。成為工作基面和工作切削平面。工作基面的定義是:通過切削刃選定點垂直于合成切削速度方向的平面。工作切削平面定義是:通過切削刃選定點與切削刃相切,且垂直于工作基面的平面。相對原先標注角度時的基面和切削平面傾斜了一個μ值的角度。
  
  這樣,在車削大螺距的螺紋時,可能由于工作后角的減小,而使刀刃無法切入工件。
  
  五、衍生角度
  
  1、過渡刃偏角
  
  在主刀刃上再磨出一條長度較短的過渡刃。即形成過渡刃和主刀刃雙重刀刃。主刀刃成為折線狀過渡刃擔任部分切削任務。過渡刃的偏角一般是主偏角數值的一半。目的是減輕主刀刃負擔,同時增加刀頭切削部分的強度。因此可以提高切削用量,增加刀具的耐用度。
  
  2、修光刃偏角
  
  在主、副刀刃之間,還可以磨出修光刃。實際上修光刃是副刀刃的極端形式。修光刃的作用與副刀刃相似,但因為修光刃偏角一般取0°~3°,長度為2倍的走刀量左右。因此能大大降低加工表面的粗糙度,提高加工質量。
  
  3、負倒棱前角
  
  在主刀刃上磨出負倒棱。其倒棱角度一般為-15°~-20°。倒棱在主刀刃上,但在前角相反方向,且屬于負前角性質。目的是增加主刀刃強度,提高刀具耐用度。選擇時應和前角一起考慮。
  
  刀具的幾何角度在選擇和使用時,不是孤立地分析某一角度,而是需要綜合考慮相關角度的互補和制約關系。所以我們需要對刀具幾何角度進行綜合分析,才能最大限度地發揮刀具的潛力。達到優質、高產、低消耗的生產要求。
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