刀具的幾何參數(shù)在機(jī)械加工中起著關(guān)鍵作用，對(duì)加工精度和效率具有決定性影響。在實(shí)際的機(jī)械加工過程中，只有通過合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化這些參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的加工目標(biāo)。因此，深入研究和理解以下 8 大類刀具幾何參數(shù)的具體含義，對(duì)于提升加工質(zhì)量和效果具有重要的意義。
這8大類刀具幾何參數(shù)包括刀具的刃角、前角、后角、刀尖半徑、刃偏角、螺旋角、切削深度和進(jìn)給量等。這些參數(shù)的取值和組合直接影響刀具的切削性能、切削力、切削熱、刀具壽命以及加工表面質(zhì)量等方面。
刀具幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)和選擇直接影響到加工性能和工件質(zhì)量。以下是八大類刀具幾何參數(shù)及其典型應(yīng)用：
一、幾何參數(shù)
1.刀具前角
定義：刀具前刀面與垂直于切削方向的平面之間的角度。
應(yīng)用：
正前角：適用于軟材料（如鋁、銅）和低硬度材料的加工，可以減少切削力和切削熱。
負(fù)前角：適用于硬材料（如不銹鋼、高溫合金）的加工，提供更高的刀具強(qiáng)度和耐用性。
2.刀具后角
定義：刀具后刀面與切削平面之間的角度。
應(yīng)用：
小后角：適用于硬材料加工和斷續(xù)切削，增加刀具耐用性。
大后角：適用于軟材料加工，減少后刀面摩擦，提高表面質(zhì)量。
3.刀尖角
定義：主切削刃和副切削刃之間的夾角。
應(yīng)用：
大刀尖角：適用于硬材料加工，提高刀具強(qiáng)度和耐用性。
小刀尖角：適用于軟材料和精加工，提高表面質(zhì)量。
4.主偏角
定義：主切削刃與工件進(jìn)給方向之間的夾角。
應(yīng)用：
主偏角影響切削力的方向和大小。
大主偏角：適用于重切削和斷屑，減小徑向力。
小主偏角：適用于精加工和提高表面質(zhì)量。
5.副偏角
定義：副切削刃與工件進(jìn)給方向之間的夾角。
應(yīng)用：
副偏角影響工件表面的光潔度和刀具的耐用性。
大副偏角：適用于高精度和高表面質(zhì)量要求的加工。
小副偏角：適用于重切削和粗加工。
6.刃口圓弧半徑
定義：刀具切削刃的圓弧半徑。
應(yīng)用：
大刃口圓弧半徑：適用于重切削和粗加工，提高刀具強(qiáng)度和耐用性。
小刃口圓弧半徑：適用于精加工和薄壁零件加工，提高表面質(zhì)量。
7.螺旋角（對(duì)于螺旋鉆和銑刀）
定義：螺旋切削刃與刀具軸線之間的夾角。
應(yīng)用：
大螺旋角：適用于軟材料和高速切削，提供更好的排屑性能。
小螺旋角：適用于硬材料和低速切削，提高刀具穩(wěn)定性。
8.切削刃長度
定義：刀具切削部分的長度。
應(yīng)用：
長切削刃：適用于深切削和大切深加工，提高切削效率。
短切削刃：適用于精加工和輕切削，提供更好的控制和表面質(zhì)量。
二、參數(shù)優(yōu)化
1.材料特性
不同材料需要不同的刀具幾何參數(shù)。例如，軟材料（如鋁）可以采用較大的前角和螺旋角，而硬材料（如鈦合金）則需要較小的前角和較小的螺旋角。
2.加工類型
粗加工和精加工的刀具幾何參數(shù)差異顯著。粗加工通常需要較大的刃口圓弧半徑和較強(qiáng)的刀刃，而精加工則需要較小的刃口圓弧和較高的表面光潔度。
3.切削條件
高速切削與低速切削對(duì)刀具參數(shù)的要求不同。高速切削需要優(yōu)化刀具前角和螺旋角，以減少切削熱和切削力；低速切削則需關(guān)注刀具的強(qiáng)度和耐用性。
三、典型應(yīng)用實(shí)例
1.汽車制造
前角和后角的優(yōu)化：使用正前角和適中的后角加工鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)零件，減少切削力和提高表面質(zhì)量。
螺旋角的選擇：選擇大螺旋角的銑刀加工鋁制車身部件，提高排屑效率。
2.航天航空
負(fù)前角和大刃口圓弧半徑：用于加工鈦合金和高溫合金零件，確保刀具強(qiáng)度和耐用性。
主偏角的調(diào)整：小主偏角用于精加工復(fù)雜形狀的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件，提供高表面質(zhì)量。
3.模具制造
刀尖角的選擇：大刀尖角用于粗加工模具型腔，小刀尖角用于精加工模具表面。
切削刃長度的調(diào)整：長切削刃用于深腔模具加工，短切削刃用于精細(xì)模具表面處理。
4.電子設(shè)備
小前角和小刃口圓弧半徑：用于加工精密電子元件的金屬外殼，提供高表面光潔度。
在刀具幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中，一定要明白，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)缺一不可，都是至關(guān)重要的。只有真正理解了這些參數(shù)對(duì)加工精度和效率的影響，我們才能在實(shí)際操作中積累經(jīng)驗(yàn)，才能在實(shí)際操作中不斷提高自己的技能水平，提高加工質(zhì)量和效率。
