在有关车削刀具中的文章资料中经常看到前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖角、刃倾角等角的出现,对于资深的行业人士,这些角的概念及其对车削作业的作用、影响是很好理解的,但对于行业新手却是很容易混淆的。本人在此对这几个概念及其对作业的影响做一个简单的归纳总结,希望能对部分同仁有所帮助,亦希望业界前辈给予指正、补充。
定义 :刀尖角:刀尖角是指刀具主切削刃和副切削刃之间的夹角;
主偏角:主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角;
副偏角:副后刀面在基面上的投影与进给运动反方向间的夹角;
前角:前刀面与基面间的夹角;
后角:刀刃面与垂直面的夹角;
刃倾角:切削平面内主切削刃与基面间的夹角。
对作业的影响: 1、刀尖角:在不考虑其它因素的情况下,刀尖角越小,其切削力越大,加工工件表面质量越好,但刀尖强度变低,刀具的使用寿可能随之降低。
2、主偏角:减小主偏角,主切削刃切削的长度增加,负荷减轻,同时加强了刀尖,增大了散热面积,使刀具寿命提高。但减小主偏角使吃刀抗力增大,当加工刚性较弱的工件(如细长轴)时,易引起工件变形和振动。
3、副偏角:减小副偏角可以增大刀具与已加工表面之间的摩擦,显著减小车削后的残留面积,提高工件的表面质量。但是副偏角减小会使背向力增大引起振动,只有当机床刀具工件的刚性足够时才能取较小的副偏角。因此,粗加工时副偏角宜小些 ;而精加工时副偏角则宜大些。
4、前角:增大前角可以减小切削力,降低切削消耗,使刀口锋利;减小加工硬化,抑制积屑瘤的产生,提高加工表面质量;降低切削温度,切屑厚度减小,切屑形状更为细长。但如果刀具强度不足,可能会形成崩刃,损坏刀具。因此,粗车或车削有硬皮的铸锻工件时,车刀就应当选择较小的前角;精车时,为了使工件表面的粗糙度好一些,车刀一般应当选取较大的前角。
5、后角:后角的主要功用是减小刀具后面与工件的摩擦,减轻刀具磨损。后角减小会使刀具后面与工件表面间的摩擦加剧,刀具磨损加大,工件冷硬程度增加,加工表面质量差。后角增大,摩擦减小,刀具磨损减少,也提高了刃口锋利程度,易于切下薄切屑,从而可减小表面粗糙度值。但后角过大会减小刀刃强度和散热能力。因此, 当工艺系统刚性差,易产生振动时,为增强刀具对振动的阻尼作用,应选用较小的后角;对于尺寸精度要求高的精加工刀具,为保证有较高的尺寸精度,后角应选用大值。
6、刃倾角:刃倾角的作用是控制切屑流出的方向 。刃倾角的选择原则:(1)精加工时刃倾角应取正值,使切屑流向待向工表面,以免划伤已加工表面 ;(2)冲击负荷较大的断续切削,应取较大负值的刃倾角,以保护刀尖,提高切削平稳性,此时可配合采用较大的前角,以免径向切削力过大 ;(3)加工高硬度材料时,可取负值倾角,以提高刀具强度 ;(4)微量切削的精加工刀具可取特别大的刃倾角。
在实际的工作中,加工效果的好坏,工作效率的高低除了与作业人员的能力水平有直接的关系外,还有许多决定性因素,比如刀具本身的质量、性能等。元素工具技术有限公司自主研发生产的ybn45、ybn85等系列的cbn刀片,其硬度仅仅略低于金刚石刀片,远高于硬质合金,且其韧性、红硬性、化学稳定性等性能远远优于金刚石刀具,尤其使其在高温下不与铁血金属发生反应,因此被广泛应用于铸铁、淬火钢、铁系烧结体等材料的精加工、半精加工、粗加工及仿形加工等领域。另外,此系列刀片适合高速的干式加工,因此在提高效率,节约人力成本,环保等方面也有着不可忽视的优势。