刀具的切削刃角度對加工效果有什么影響？

來源：發(fā)布時間：2024-09-20

刀具的切削刃角度對加工效果有著多方面的重要影響：

一、前角

1. **對切削力的影響**

- 前角增大時，刀具變得更加鋒利，切削刃切入工件材料變得更容易。這會使切削力明顯減小，尤其是在切削塑性材料時效果更為明顯。例如，在加工鋁合金時，將刀具前角從10°增大到15°，切削力可能會降低10% - 20%。因為較大的前角使刀具對工件材料的擠壓作用減弱，切削變形減小。

2. **對切削刃強度的影響**

- 然而，前角過大也存在弊端。隨著前角的增大，切削刃的強度會降低。在切削過程中，切削刃更容易受到切削力的沖擊而產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。特別是在加工硬度較高的材料或者進行斷續(xù)切削時，過大的前角可能會使刀具的耐用性降低。

3. **對加工表面質(zhì)量的影響**

- 適當增大前角有利于提高加工表面質(zhì)量。由于切削力減小，工件材料的塑性變形減小，加工表面的粗糙度值也會相應(yīng)降低。例如在精加工鋼件時，合適的前角可以使加工表面粗糙度從Ra1.6μm降低到Ra1.2μm左右。

二、后角

1. **對刀具與工件摩擦的影響**

- 后角的主要作用是減少刀具后刀面與工件加工表面之間的摩擦。后角增大時，刀具后刀面與工件之間的接觸面積減小，摩擦系數(shù)降低。例如在車削加工中，后角從6°增大到10°，刀具與工件之間的摩擦力可降低20% - 30%，這有助于減少刀具磨損和提高加工表面質(zhì)量。

2. **對切削刃強度的影響**

- 但后角過大時，切削刃的強度會受到影響。因為后角增大意味著切削刃的楔角減小，刀具的散熱條件也會變差。在切削力較大或者切削溫度較高的情況下，刀具容易損壞。特別是在粗加工中，過大的后角可能導(dǎo)致刀具過早磨損或者崩刃。

三、主偏角

1. **對切削力在各方向的分配影響**

- 主偏角影響切削力在軸向和徑向的分配。減小主偏角會使徑向切削力增大，軸向切削力減小。例如在車削細長軸時，為了減小工件的彎曲變形，通常采用較大的主偏角（如90°），這樣可以將切削力更多地轉(zhuǎn)化為軸向力，減少徑向力對工件的影響，從而提高工件的加工精度。

2. **對切削刃參與切削長度的影響**

- 主偏角還影響切削刃參與切削的長度。主偏角越小，切削刃參與切削的長度越長，切削刃單位長度上的負荷越小。在粗加工時，采用較小的主偏角可以提高刀具的耐用性；而在精加工時，為了提高加工精度和表面質(zhì)量，有時會采用較大的主偏角，以減小切削刃與工件的接觸面積。

3. **對斷屑效果的影響**

- 主偏角對斷屑效果也有一定的影響。不同的主偏角會使切屑的卷曲半徑和流向發(fā)生變化，從而影響斷屑的難易程度。例如，在某些情況下，適當增大主偏角可以改善斷屑效果，使切屑更容易折斷。

四、副偏角

1. **對加工表面粗糙度的影響**

- 副偏角主要影響加工表面的粗糙度。減小副偏角可以減小已加工表面的殘留面積高度，從而降低表面粗糙度值。在精加工時，將副偏角從15°減小到5°，加工表面粗糙度可能從Ra3.2μm降低到Ra1.6μm以下，提高了加工表面的光潔度。

2. **對刀具耐用性的影響**

- 副偏角過小也會帶來一些問題。副偏角過小會使刀具的副切削刃與已加工表面之間的摩擦增大，導(dǎo)致刀具磨損加劇，尤其是在加工韌性材料時更為明顯。同時，過小的副偏角還可能使刀具在切削過程中產(chǎn)生振動，影響加工精度和刀具的耐用性。

五、刃傾角

1. **對切屑流向的影響**

- 刃傾角可以控制切屑的流向。正刃傾角使切屑流向待加工表面，負刃傾角使切屑流向已加工表面。例如在車削外圓時，采用正刃傾角可以防止切屑劃傷已加工表面，有利于提高加工表面質(zhì)量。

2. **對切削刃強度和沖擊韌性的影響**

- 刃傾角對切削刃的強度和沖擊韌性也有影響。負刃傾角可以增加切削刃的強度，在斷續(xù)切削或者加工硬度較高的材料時，采用負刃傾角能夠提高刀具的抗沖擊能力。但是負刃傾角會使切削力在垂直方向上的分力增大，可能導(dǎo)致工件的變形或者振動。

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