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前角越大,切削的變形就越小,切削越省力,產生的切削熱也越少;
但是前角過大會使楔角減小,刀刃強度降低,容易折斷;
后角的作用主要是減小刀具與工件的摩擦,當切削切過時,材料表面有一個彈性恢復;要減小這種摩擦就要增大后角。見:
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選擇主、副偏角的總的原則是,在不產生振動的條件小,取小值。
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前角:增大前角會減小切削變形和摩擦,降低切削力和切削溫度,減小刀具磨損和改善加工表面質量。
但是過大的前角會使散熱體積減小,楔角減小,削弱刀刃的強度和散熱能力,加劇刀具磨損,壽命下降。
前角選擇原則:
1、工件材料的強度低、硬度低、塑性大,前角數值應取大一些;加工脆性材料,應取較小的前角。
2、若刀具材料強度和韌性好,應取較大的前角。如高速鋼車刀可以采用較大前角。
3、粗加工時前角取小值。工藝系統剛度差時,前角應該取大值。硬質合金車刀前角可以在-10°~25°之間選取。
后角:增大后角會減小后刀面與過渡表面的摩擦,減小切削刃圓弧半徑,刃口鋒利。但是過大的后角會減小刀刃強度和散熱能力。
后角選用原則:在保證加工質量和刀具耐用度前提下,取小值。實際加工中常根據切削層公稱厚度選取。
粗加工或工件材料較硬時,后角較小;而精加工或工件材料較軟時,后角取大一些。硬質合金車刀后角一般取4°~12°。
主偏角:主要影響徑向切削力,也稱為背向力;也影響切屑層的形狀。
主偏角越大,背向力越小,工件越不易變形,對加工精度有利。
主偏角越小,主切削刃工作長度越長,主切削刃單位負荷小,刀具磨損小;
在切削深度和進給量相同時,主偏角越小,主切削刃的工作長度就越長,散熱越有利,而且切削層越薄,切削越省力;
但是過小的主偏角會會使徑向力增大,使工件變形;主偏角常見的值為90°、75°、60°和45°,在切削剛度較差的細長軸時,主偏角常選用90°、75°。
副偏角:其作用是減小副切削刃與已加工表面的摩擦,減小切削振動。副偏角的大小影響加工表面的粗糙度(Ra)值,副偏角越小,Ra越小,對保證精度較好。
總之,
1、主、副偏角都影響切削殘留面積高度,即影響已加工表面的表面粗糙度,當主、副偏角較小時殘留面積高度小,對加工表面粗糙度有利。
2、主、副偏角的大小還影響切削力的大小和比例,影響工藝系統的彈性變形和振動。
3、主、副偏角還影響刀尖的強度,影響對切削熱的傳散。
4、主偏角還影響刀具壽命。
選擇主、副偏角的總的原則是,在不產生振動的條件小,取小值。
1、 粗加工,半精加工和硬質合金車刀應該選用較大主偏角,45°~90°。
2、 車削細長軸等剛度低的零件時,選擇大主偏角,90°~93°。
3、 加工硬度大的材料,如冷硬鑄鐵、淬硬鋼時宜選較小主偏角,10°~30°。
4、 一般車刀,如車刀、銑刀和刨刀宜選取較小 副偏角,5°~10°。
5、 精加工刀具,副偏角要選得更小。
刃傾角:刃傾角影響刀具的強度和切削的流向。當刀尖為主切削刃上最高點時,規定刃傾角為正值;同理~;
刃傾角的作用主要是控制切削的流向,刃傾角為正時,切削流向待加工表面而不易劃傷已加工表面;而負刃傾角會使切削流向已加工表面而易劃傷已加工表面。
刃傾角選用原則:
1、 在保證加工質量的前提下,取小值。
2、 精切時,0°~5°。
3、 粗切時,0°~-5°。
4、 工藝系統剛度不足時,取正值。
徑向切削力,即在背吃刀量方向的力,也稱作背向力,主要受主偏角的影響,主偏角越大,背向力越小。過大時,會引起工件變形。
當要求切削精度較高時,一定要控制這個力不宜過大;通常,背向磨削力比較大。
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工件材料的強度和硬度較低時可選較大的甚至很大的前角,反
之前角應取小值甚至負值。刀具材料的強度和韌性校差時, 前角應取小
值;反之, 取較大的數值。粗加工, 特別是斷續切削, 承受沖擊載荷或對有
硬皮的鑄鍛件粗車時應適當減小前角;精加工時,應選較較大的前角。
工件材料的強度和硬度較高時, 為了保證刀刃有足夠的強度,應取
較小的后角,反之可取得大些。高速鋼刀具的后角可比同類型的硬質合
金刀具稍大些。粗加工、強力切削和承受沖擊載荷的刀具,為了使刀刃有
足夠的強度, 應取較小的后角;精加工時, 為了使刀刃鋒利,減少摩擦,保
證加工質量, 可取較大的后角。
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實踐證明,切削熱當中,一半或者超過一半的熱被切削帶走,不足一半的熱被工件吸收,而刀具吸收的不足10%,而被空氣散去的熱不足1%。
磨削加工時,切削帶走僅約為4~5%,而工件吸收60~80%,其余基本都被磨具吸收。
切削熱過多使工件過熱時會使工件變軟變形。影響加工質量。
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切削瘤是刀尖附近“滯留層”金屬與分離切削被“冷焊”在前刀面上,形成瘤狀硬金屬塊。
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切削三要素:
切削速度:指刀具上面某一點相對工件主運動方向的瞬時速度;當切削外圓時即為圓周速度;它對切削效率、切削熱的產生和刀具的壽命影響明顯;應該按照切削性質要求、材料要求選定。
進給量:是表示進給運動大小的量,當切削外圓時是指當刀具轉動一轉時刀具在軸向移動的距離;在刨削時是指在刀具往復移動一次時刀具移動的距離。大的進給量會提高切削效率但是會使切削殘留面積大,影響表面質量;進給量小時又影響效率的提高,但是表面質量高。
背吃刀量:工件已加工表面和待加工表面之間的垂直距離;背吃刀量越大,效率越高,但是徑向力也越大,容易使工藝系統變形。
當背吃刀量和切削速度增大時,均會使切削功率增大;增大背吃刀量會使切削力增大較多;而增大進給量使切削力增大較小,消耗功率較小。
所以粗車時,盡量增大進給量是合理的。
提高切削速度能夠減小表面粗糙度。一般情況下,增大背吃刀量對表面粗糙度影響較小,進給量增加主要受表面粗糙度的限制。所以精車時不要控制進給量。
綜上所述,切削用量的選擇的一般原則是,首先選擇一個盡量大的背吃刀量,其次選擇一個較大的進給量,最后在刀具壽命和機床功率允許的條件下選擇和理的切削速度。
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切削液的選擇:
粗加工時應該以冷卻作用為主的切削液。硬質合金刀具耐熱性好,一般不用切削液。
精加工時,在中低速切削時選用潤滑性好的極壓切削油或者高濃度的極壓乳化液。用硬質合金刀片高速切削時,選用以冷卻作用為主的低濃度乳化液或者水溶液。
切削難加工材料時,宜選用極壓切削油或者極壓乳化液。
磨削加工時,切削液應具有良好的冷卻清洗作用,并有一定的潤滑性能和防銹作用,故一般常用乳化液和離子切削液。
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