找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 272|回复: 0

关于刀具几何角度的综合剖析

[复制链接]
发表于 2010-9-12 10:36:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转磨削论坛

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册会员

×

  摘要:本文提出了对刀具几何角度综合剖析的思路。使学生既能加深对单个角度的理解;又能进一步理解角度之间的联系和同名角度的异同点。从而整体把握刀具几何角度概念和意义。

, ?1 ^% r. B7 ^0 _( s) ? G& V " m" ` R0 h; T: W( @8 W

  关键词:刀具  角度剖析

5 k& S6 L6 v) @ n % d3 j7 a$ g9 M7 a

  在《刀具》课程中,刀具几何角度这部分内容属于教学重点。因为它是各类刀具设计、选择、使用、刃磨的基础知识。如果不掌握刀具的几何角度,就不能很好地学习后续课程。同时,刀具几何角度又是该课程的教学难点。因为,角度分析是空间概念不易理解;而且角度又多,各有功用;角度之间又有换算关系等。教学时学生感到头绪繁多、眼花缭乱,会产生畏难心理。一些学生可能就望而却步,甚至放弃学习,影响学业。

6 t0 s5 ~3 v3 v+ K i. |7 g6 Z. Q5 i! w5 N& ^% {

  其实,刀具几何角度的学习,有其脉络和条理。学生只要掌握其内在规律,按照一定的方法深入理解。就可以由表及里、由浅入深、由此及彼,从而达到整体把握刀具几何角度的全貌和实质。为以后的学习和工作打下扎实的基础。

1 p2 F7 R7 N/ O" Y. C - A0 [9 h5 w5 u+ a! |

  一、理解基本角度

, ~# ] U* d% K5 u- l) \7 y: A! e 1 r9 J2 i6 s% |8 |0 A, s v0 h5 r

  ——理解角度明定义辅助平面是关键

3 I' f$ G7 l/ ^/ J# m ; v& ~9 q7 J& N- |. m2 R: V

  基本角度分别是:在正交平面内的前角、后角;在切削平面内的刃倾角;在基面内的主偏角、副偏角。教学时很多学生感到一时难以掌握。关键在于未能重视和领会坐标平面和测量平面的概念。而只是死记硬背角度定义,结果只是停留在表面上的记忆而已。

0 Q! ^# }9 `8 Y: i( L( E: c - o; N9 e* [0 O" d9 K. x+ s/ \

  其实首先应明了刀具是放在一定的测量系内确定角度的。例如:正交平面测量系包括基面、切削平面、正交平面等。对于某一平面的理解,如基面定义是:过切削刃上选定点,垂直于假定主运动方向的平面。理解时必须把握两点:

! v' l ]/ Q, C5 p8 ^ 4 P7 s U& b+ t& _

  1)基面是过切削刃上的选定点;

! |# ~- G' a0 I8 A0 D+ t b ) U4 W h1 G6 q6 a5 C& w! o

  2)垂直于假定主运动方向。

- l0 B# O E! @( k 2 j3 R0 ~- N. j$ `. [, p: X

  所谓假定主运动方向:即是假定装刀高度在工件的中心高上。这时主运动方向是垂直向下的。此时定义的基面是一个通过主刀刃上选定点的水平面。同理,切削平面是一个通过主刀刃上选定点的且垂直于基面的一个铅垂面。而正交平面是同时垂直于基面和切削平面的一个剖面。三个辅助平面在空间是两两垂直。

/ q1 L* B5 G0 Q* n2 L E9 f! ^7 g8 W1 s7 U: ]% ]

  必须清楚三个辅助平面在空间的方位以及相互位置关系。由此不难理解基本角度。比如,在正交平面内:前刀面与基面的夹角为前角;后刀面与切削平面的夹角为后角。所以学习基本角度的前提是理解辅助平面。

" T9 l3 `9 t7 b0 m 8 l$ M+ j% m# ^7 H6 z1 X

  二、派生角度

) Y* u7 P5 \5 a- o 5 n9 c1 }7 d9 L: J0 F

  ——角度之间有联系明确数量和功用

) w) F$ `. J! f- ^- z4 m ) t9 \( ^8 w% H) Z

  派生角度是:刀尖角、楔角。因为前角、后角和楔角之和等于90°。楔角数值随前角、后角的变化而变化;又因为主偏角、副偏角和刀尖角之和等于180°。刀尖角数值随着主偏角、副偏角的变化而变化。这是角度数值之间的对应关系。但无论楔角还是刀尖角都是有其自身的意义和功用。决不是可有可无的。比如:车削螺纹时,刀尖角的准确与否直接影响螺纹的牙形角;还有,刀尖角、楔角的大小对刀刃的强度有极大的影响。

" s8 Y6 I' c# ~8 y" Y' Z* Z# l ( ?9 V- x9 W8 [+ W/ s& d$ X

  三、转换角度

0 H3 z5 _6 ?/ `# ] 5 v; ^% V9 h6 r: Y1 r$ M6 [- W

  ——测量面间转换角对应关系要清楚

5 t' o4 [ T3 C d# h& Z - i+ C4 U5 ~7 Q1 `) F. U

  在不同的测量面内,都可以定义前角或后角。例如:在正交平面、法平面、切深平面、进给平面内都有其对应的前角和后角。

S( x A& r. T 8 m$ k1 l# E& }1 Q

  各个不同的测量面内定义的角度有其独立的意义和功用。这是因为各种刀具的加工特点不同,需要在不同的剖面内分析角度。比如:车削外圆时,一般在正交平面内分析车刀后角大小;而钻孔时,就需要在端剖面内分析麻花钻的后角大小。

$ U1 `( b% {9 @; \# c7 K# i% K; N; O. w# K# \/ P) Y

  各个测量面内的同名角度在数值上又有一定的联系。必须让学生理解其中的异同点。比如:车刀的正交前角和法向前角的关系如下:

0 W6 |* I8 I) ^/ M% o- N" b / h3 d4 `: f3 l; \9 u& y, E* {; k1 L

  γo=γn×cosλs;当λs=0°时:γo=γn  此时法向前角就是正交前角。

& Z L/ U( J( p X, j# J/ J' x' S" A% L

  而λs≠0°时,γo≠γn在齿轮和螺纹加工时,会影响工件的加工精度。

2 v! p& J' v5 N& w' u% Y* F& ~: a2 z2 h: F1 X) Y% r

  四、工作角度

+ @$ l0 [) J7 U& q8 M# ~* V b3 x- \0 l. q$ E# U

  ——工作角度是变值辅助平面随着变

! W, h2 s+ D4 n w( c8 }: X ( B* i5 R c$ @3 s% |" ?# `

  刀具的标志角度是静态角度,是唯一确定的。而动态角度即工作角度却随不同的工作条件而变化。

4 _* _& P" \ G7 C8 C" B1 k - n9 t7 A9 `8 i0 h5 H

  比如:车削外圆时:

% K f& X% R3 a8 @4 N* V, l l A% T. ~; X- y7 q

  工作前角=γ0+μ

7 j e4 N" f, Q, r- I7 m1 U8 w9 t0 P9 j* d) R+ j; K7 `

  工作后角=α0-μ

& G, J# G, y0 m# @5 P 7 Q' J, Y9 r; ~+ K

  现在单从切削运动去分析μ值的变化。

% |' d8 Z$ R; H' p+ \$ i) b/ r 4 \7 Z* P) |8 t8 Y/ o

  因为实际车削时,存在进给运动(尤其在加工大螺距螺纹时)。这时应以合成切削运动定义基面和切削平面。成为工作基面和工作切削平面。工作基面的定义是:通过切削刃选定点垂直于合成切削速度方向的平面。工作切削平面定义是:通过切削刃选定点与切削刃相切,且垂直于工作基面的平面。相对原先标注角度时的基面和切削平面倾斜了一个μ值的角度。

$ y! a! a4 L6 ]+ f3 g- d) C* x: O8 ~* S) S

  这样,在车削大螺距的螺纹时,可能由于工作后角的减小,而使刀刃无法切入工件。

& @. M' d5 \; F& {, z' N- A# h$ G4 r( n7 |& I# c' C

  五、衍生角度

/ V9 ~$ U0 \+ b* o, l % }: I, }# H- a3 p# F# z$ R: T

  1、过渡刃偏角

8 j5 u1 }; R+ {4 w( C6 a/ { T 0 ?$ E. C7 W+ j! j7 V. W7 Z

  在主刀刃上再磨出一条长度较短的过渡刃。即形成过渡刃和主刀刃双重刀刃。主刀刃成为折线状过渡刃担任部分切削任务。过渡刃的偏角一般是主偏角数值的一半。目的是减轻主刀刃负担,同时增加刀头切削部分的强度。因此可以提高切削用量,增加刀具的耐用度。

4 J5 p# v4 Q1 m/ F) F3 m, z: Z, j( w# W" _$ R

  2、修光刃偏角

8 `3 Z) v; K% S# V9 @ - G% |/ r% a2 ]5 P$ i

  在主、副刀刃之间,还可以磨出修光刃。实际上修光刃是副刀刃的极端形式。修光刃的作用与副刀刃相似,但因为修光刃偏角一般取0°~3°,长度为2倍的走刀量左右。因此能大大降低加工表面的粗糙度,提高加工质量。

7 S; i6 Q( G2 G 9 z3 |( R6 W. X/ R/ P

  3、负倒棱前角

# }3 L) Y9 E( p9 v8 _5 g0 P 5 h; `2 n' X: A) s) |

  在主刀刃上磨出负倒棱。其倒棱角度一般为-15°~ -20°。倒棱在主刀刃上,但在前角相反方向,且属于负前角性质。目的是增加主刀刃强度,提高刀具耐用度。选择时应和前角一起考虑。

# Z2 W; `7 p. o6 h2 `- l7 ?" ` 4 ~" V7 O% \, C% j$ m0 m

  刀具的几何角度在选择和使用时,不是孤立地分析某一角度,而是需要综合考虑相关角度的互补和制约关系。所以我们需要对刀具几何角度进行综合分析,才能最大限度地发挥刀具的潜力。达到优质、高产、低消耗的生产要求。【MechNet】

4 a" N, {+ P5 h$ R - f9 I$ J9 h0 t9 r0 w2 ?
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

中国磨床技术论坛
论 坛 声 明 郑重声明:本论坛属技术交流,非盈利性论坛。本论坛言论纯属发表者个人意见,与“中国磨削技术论坛”立场无关。 涉及政治言论一律删除,请所有会员注意.论坛资源由会员从网上收集整理所得,版权属于原作者. 论坛所有资源是进行学习和科研测试之用,请在下载后24小时删除, 本站出于学习和科研的目的进行交流和讨论,如有侵犯原作者的版权, 请来信告知,我们将立即做出整改,并给予相应的答复,谢谢合作!

中国磨削网

磨削论坛 微社区

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|磨削技术网 ( 苏ICP备12056899号-1 )

GMT+8, 2025-7-15 13:11 , Processed in 0.188639 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2025 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表