本文具體分析主、副偏角,前角、后角和刃傾角對切削加工的影響。
一、主、副偏角對切削加工的影響
1.主偏角Kr對切削分力的影響
由背向力Fp=FDcoskr;進(jìn)給力Ff=FDsinkr的計(jì)算公式可知主偏角影響切削分力的大小。當(dāng)主偏角kr增大時(shí),進(jìn)給力Ff增加,背向力Fp減小,而背向力易使工件在水平面內(nèi)變形,影響加工精度,并引起振動(dòng)。
2.主、副偏角影響切削加工殘留面積高度
在理想的切削條件下,刀具相對工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí),在加工表面上殘留下切削層殘留面積,形成理論粗糙度。這個(gè)粗糙度值的大小與主、副偏角有很大關(guān)系。
對尖刀尖而言,如下圖所示:
在精加工中,為獲得較高的表面質(zhì)量,即減小切削層的殘留面積的高度,應(yīng)選擇比較小的進(jìn)給量f和主、副偏角比較小的刀具。
3.主偏角、副偏角直接影響主切削刃單位長度上的負(fù)荷、刀尖強(qiáng)度和散熱條件
由公式hD=f×sinkr,bD=ap/sinkr可知:當(dāng)切削深度ap和進(jìn)給量f為定值時(shí),主偏角kr、副偏角減小時(shí),切削層厚度hD減小,切削層公稱寬度hD增大。此時(shí)會(huì)使作用在主切削刃上單位長度的負(fù)荷減小,且刀尖角增大,刀尖強(qiáng)度提高,散熱條件改善,有利于提高刀具耐用度,反之亦然。
二、前角、后角對切削加工的影響
1.前角對切削加工的影響
(1)刀具前角對切削溫度的影響。前角大,產(chǎn)生的切削熱少,切削溫度低;前角小,切削溫度高。但前角如果太大,則因刀具的散熱體積減小,熱容量也減小,切削溫度反而不會(huì)進(jìn)一步降低。
(2)刀具前角對切削力、切削變形的影響。刀具前角增大,刃口鋒利,切削輕快,切削力明顯減小,切削不必發(fā)生較大的擠壓變形就被切下來。另外,前角越大,切削流動(dòng)方向和切削速度方向之間夾角越小,變形也小。但前角過大會(huì)削弱刀頭強(qiáng)度和散熱能力,容易造成崩刃。
2.后角對切削加工的影響
增大后角能減小后刀面與過度表面間的摩擦,減小刀具磨損,還可以減小切削刃鈍圓半徑,使刀刃鋒利,容易切下切屑,可減小表面粗糙度值。但后角過大會(huì)降低刀刃強(qiáng)度和散熱能力。
三、刃傾角λs對切削加工的影響
1.控制切屑的流向
當(dāng)λs=0時(shí),切屑垂直于切削刃流出;當(dāng)λs<0時(shí),切屑流向已加工表面;當(dāng)λs>0時(shí),切屑流向待加工表面。
2.控制切削刃切入時(shí)首先與工件接觸的位置
在切削有斷續(xù)表面的工件時(shí),如果刃傾角為負(fù),則刀尖為切削刃上的最低點(diǎn),首先與工件接觸的是切削刃上的點(diǎn),而不是刀尖,這樣切削刃承受著沖擊負(fù)荷,起到保護(hù)刀尖的作用。如果刃傾角為正值,首先與工件接觸的是刀尖,由于刀尖硬度和強(qiáng)度都不夠,可能會(huì)引起崩刃或者打刀。
3.控制切削刃在切入和切出的平穩(wěn)性
控制切削刃在切入和切出的平穩(wěn)性。斷續(xù)切削時(shí),當(dāng)刃傾角為零時(shí),切削刃與工件同時(shí)接觸,同時(shí)切離,會(huì)引起振動(dòng)。如果刃傾角不等于零,則切削刃上的各點(diǎn)逐漸切入工件和逐漸切離工件,切削過程平穩(wěn),無沖擊振動(dòng)現(xiàn)象。
(作者單位:青島市技師學(xué)院)