車(chē)刀的蕞佳角度

一、車(chē)刀切削部分的組成

車(chē)刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖組成?！?三面二刃一刀尖

1）前刀面 刀具上切屑流過(guò)的外表。

2）主后刀面 刀具上與工件上的加工外表相對(duì)著而且彼此作用的外表，稱為主后刀面。

3）副后刀面 刀具上與工件上的已加工外表相對(duì)著而且彼此作用的外表，稱為副后刀面。

4）主切削刃 刀具的前刀面與主后刀面的交線稱為主切削刃。

5）副切削刃 刀具的前刀面與副后刀面的交線稱為副切削刃。

6）刀尖 主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)稱為刀尖。刀尖實(shí)踐是一小段曲線或直線，稱修圓刀尖和倒角刀尖。

二、測(cè)量車(chē)刀切削角度的輔佐平面

為了確定和測(cè)量車(chē)刀的幾許角度，需求選取三個(gè)輔佐平面作為基準(zhǔn)，這三個(gè)輔佐平面是切削平面、基面和正交平面。

1）切削平面——切于主切削刃某一選定點(diǎn)并筆直于刀桿底平面的平面。

2）基面——過(guò)主切削刃的某一選定點(diǎn)并平行于刀桿底面的平面。

3）正交平面——筆直于切削平面又筆直于基面的平面。

可見(jiàn)這三個(gè)坐標(biāo)平面彼此筆直，構(gòu)成一個(gè)空間直角坐標(biāo)系。

三、車(chē)刀的主要幾許角度及挑選

3.1前角(γ0 )挑選的準(zhǔn)則

前角的巨細(xì)主要解決刀頭的鞏固性與鋒利性的矛盾。因而首要要根據(jù)加工資料的硬度來(lái)挑選前角。加工資料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根據(jù)加工性質(zhì)來(lái)考慮前角的巨細(xì)，粗加工時(shí)前角要取小值，精加工時(shí)前角應(yīng)取大值。前角一般在-5°～25°之間選取。

一般，制造車(chē)刀時(shí)并沒(méi)有預(yù)先制出前角（γ0），而是靠在車(chē)刀上刃磨出排屑槽來(lái)取得前角的。排屑槽也叫斷屑槽，它的作用大了去了折斷切屑，不發(fā)生纏繞； 操控切屑的流出方向，保持已加工外表的精度；降低切削抗力，延常刀具壽命。

3.2 后角(α0 )挑選的準(zhǔn)則

首要考慮加工性質(zhì)。精加工時(shí)，后角取大值，粗加工時(shí)，后角取小值。其次考慮加工資料的硬度，加工資料硬度高，主后角取小值，以增強(qiáng)刀頭的鞏固性；反之，后角應(yīng)取小值。后角不能為零度或負(fù)值，一般在6°～12°之間選取。

3.3 主偏角(Kr )的選用準(zhǔn)則

首要考慮車(chē)床、夾具和刀具組成的車(chē)削 工藝系統(tǒng)的剛性，如系統(tǒng)剛性好，主偏角應(yīng)取小值，這樣有利于進(jìn)步車(chē)刀使用壽命、改進(jìn)散熱條件及外表粗造度。其次要考慮加工工件的幾許形狀，當(dāng)加工臺(tái)階時(shí)，主偏角應(yīng)取90°，加工中心切入的工件，主偏角一般取60°。主偏角一般在30°～90°之間，常用的是45°、75 °、90°。

3.4 副偏角(Kr′)的挑選準(zhǔn)則

首要考慮車(chē)刀、工件和夾具有滿足的剛性，才能減小副偏角；反之，應(yīng)取大值；其次，考慮加工性質(zhì)，精加工時(shí)，副偏角可取10°～15°，粗加工時(shí)，副偏角可取5°左右。

3.5 刃傾角(λS)的挑選準(zhǔn)則

主要看加工性質(zhì)，粗加工時(shí)，工件對(duì)車(chē)刀沖擊大， 取λS ≤ 0°，精加工時(shí)，工件對(duì)車(chē)刀沖擊力小， 取λS≥0°；一般取λS=0°。刃傾角一般在-10°～5°之間選取。

圓柱齒輪加工工藝進(jìn)程常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀、精度等級(jí)、出產(chǎn)批量及出產(chǎn)條件不同而選用不同的工藝計(jì)劃。下面列出兩個(gè)精度要求不同的齒輪典型工藝進(jìn)程供剖析比較。

一、普通精度齒輪加工工藝剖析

（一）工藝進(jìn)程剖析

 圖9－17所示為一雙聯(lián)齒輪，資料為40Cr，精度為7－6－6級(jí)，其加工工藝進(jìn)程見(jiàn)表9－6。

 從表中可見(jiàn)，齒輪加工工藝進(jìn)程大致要通過(guò)如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)批改及齒形精加工等。

粗車(chē)外圓及端面，留余量1.5～2mm，鉆鏜花鍵底孔至尺度φ30H12

拉花鍵孔

鉗工去毛刺

上芯軸，精車(chē)外圓，端面及槽至要求

查驗(yàn)

滾齒（z＝42），留剃余量0.07～0.10 mm

插齒（z＝28），留剃余量0.0,4～0.06 mm

倒角（Ⅰ、Ⅱ齒12°牙角）

剃齒（z＝42），公法線長(zhǎng)度至尺度上限

剃齒（z＝28），選用螺旋視點(diǎn)為5°的剃齒刀，剃齒后公法線長(zhǎng)度至尺度上限

齒部高頻淬火：G52

推孔

珩齒

總檢入庫(kù)

外圓及端面

φ30H12孔及A面

花鍵孔及A面

花鍵孔及B面

花鍵孔及端面

 加工的地一階段是齒坯初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。因?yàn)辇X輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距散布均勻性，而這與切齒時(shí)選用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的聯(lián)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度根本到達(dá)規(guī)則的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，關(guān)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。

 第二階段是齒形的加工。關(guān)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是齒輪的終加工階段，通過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全契合圖樣要求的齒輪來(lái)。關(guān)于需要淬硬的齒輪，有必要在這個(gè)階段中加工出能滿意齒形的終精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是確保齒輪加工精度的要害階段。應(yīng)予以特別注意。

 加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒面到達(dá)規(guī)則的硬度要求。

 加工的終階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的意圖，在于批改齒輪通過(guò)淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步進(jìn)步齒形精度和降低表面粗糙度，使之到達(dá)終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)發(fā)生變形，如果在淬火后直接選用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難到達(dá)齒輪精度的要求的。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位經(jīng)確可靠，余量散布也比較均勻，以便到達(dá)精加工的意圖。

（二）定位基準(zhǔn)的斷定

 定位基準(zhǔn)的精度對(duì)齒形加工精度有直接的影響。軸類(lèi)齒輪的齒形加工一般挑選鼎尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類(lèi)齒輪多挑選齒輪軸頸和一端面定位。盤(pán)套類(lèi)齒輪的齒形加工常選用兩種定位基準(zhǔn)。

 1）內(nèi)孔和端面定位 挑選既是規(guī)劃基準(zhǔn)又是丈量和安裝基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，既契合“基準(zhǔn)重合”原則，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)一致，只要嚴(yán)格操控內(nèi)孔精度，在專(zhuān)用芯軸上定位時(shí)不需要找正。故出產(chǎn)率高，廣泛用于成批出產(chǎn)中。

 2）外圓和端面定位 齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來(lái)決定孔中心方位，故要求齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)要小。因找正功率低，一般用于單件小批出產(chǎn)。

（三）齒端加工

 如圖9－18所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。

   用銑刀進(jìn)行齒端倒圓，如圖9－19所示。倒圓時(shí)，銑刀在高速旋轉(zhuǎn)的一起沿圓弧作往復(fù)搖擺（每加工一齒往復(fù)搖擺一次）。加工完一個(gè)齒后工件沿徑向退出，分度后再送進(jìn)加工下一個(gè)齒端。

 齒端加工有必要安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。

（四）精基準(zhǔn)批改

 齒輪淬火后基準(zhǔn)孔發(fā)生變形，為確保齒形精加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔有必要給予批改。

 對(duì)外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀批改。推孔時(shí)要避免歪斜，有的工廠選用加長(zhǎng)推刀前引導(dǎo)來(lái)避免歪斜，已獲得較好作用。

 對(duì)圓柱孔齒輪的批改，可選用推孔或磨孔，推孔出產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但出產(chǎn)率低，關(guān)于整體淬火后內(nèi)孔變形大硬度高的齒輪，或內(nèi)孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜。

 磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖9－20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動(dòng)較小，對(duì)以后磨齒或珩齒有利。為進(jìn)步出產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜替代磨孔也獲得了較好的作用。

二、齒輪加工工藝特色（二）齒輪加工工藝特色

（1）定位基準(zhǔn)的精度要求較高  

    由圖9－21可見(jiàn)，作為定位基準(zhǔn)的內(nèi)孔其尺度精度標(biāo)示為φ85H5，基準(zhǔn)端面的粗糙度較細(xì)，為Ra1.6μm，它對(duì)基準(zhǔn)孔的跳動(dòng)為0.014mm，這幾項(xiàng)均比一般精度的齒輪要求為高，因此，在齒坯加工中，除了要注意操控端面與內(nèi)孔的筆直度外，需要留必定的余量進(jìn)行精加工。精加工孔和端面選用磨削，先以齒輪分度圓和端面作為定位基準(zhǔn)磨孔，再以孔為定位基準(zhǔn)磨端面，操控端面跳動(dòng)要求，以確保齒形精加工用的精基準(zhǔn)的經(jīng)確度。  （2）齒形精度要求高  圖上標(biāo)示6－5－5級(jí)。為滿意齒形精度要求，其加工計(jì)劃應(yīng)挑選磨齒計(jì)劃，即滾（插）齒－齒端加工－高頻淬火－批改基準(zhǔn)－磨齒。磨齒精度可達(dá)4級(jí)，但出產(chǎn)率低。本例齒面熱處理選用高頻淬火，變形較小，故留磨余量可縮小到0.1 mm左右，以進(jìn)步磨齒功率。

硬質(zhì)合金刀具跟著數(shù)控機(jī)床和加工中心等設(shè)備運(yùn)用日漸遍及，在航空航天、汽車(chē)、高速列車(chē)、風(fēng)電、電子、能源、模具等裝備制造業(yè)的開(kāi)展推進(jìn)下，切削加工已邁入了一個(gè)以高速、和環(huán)保為標(biāo)志的高速加工開(kāi)展的新時(shí)期—現(xiàn)代切削技能階段。

高速切削、干切削和硬切削作為當(dāng)前切削技能的重要開(kāi)展趨向，其重要地位和人物日益凸顯。對(duì)這些先進(jìn)切削技能的運(yùn)用，不僅令加工功率成倍進(jìn)步，亦著實(shí)推進(jìn)了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工藝立異的進(jìn)程。例如，精細(xì)模具硬質(zhì)資料的型腔，選用高轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給量和小吃深加工，既可取得很高的表面質(zhì)量，又能夠省卻磨削、EDM和手藝拋光或削減相應(yīng)工序的時(shí)間，然后縮短生產(chǎn)工藝流程，進(jìn)步生產(chǎn)率。

曩昔一些企業(yè)制造復(fù)雜模具時(shí)，基本上都需要3~4個(gè)月才能交付運(yùn)用，而現(xiàn)在選用高速切削加工後，半個(gè)月便可完成。據(jù)調(diào)查，一般的工模具，有60%的機(jī)加工量可用高速加工工藝來(lái)完成。

高速加工時(shí)，不光要求硬質(zhì)合金刀具可靠性高、切削性能好、能穩(wěn)定地?cái)嘈己途硇?、還要能達(dá)成，并能完成快換或自動(dòng)替換等。因此，對(duì)硬質(zhì)合金刀具材資料、刀具結(jié)構(gòu)、以及刀具的裝夾都提出了更高要求。

對(duì)硬質(zhì)合金刀具資料的要求：

高速加工對(duì)硬質(zhì)合金刀具杰出的要求是，既要有高的硬度和高溫硬度，又要有足夠的斷裂耐性。為此，須選用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、聚晶金剛石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具資料—它們各有特點(diǎn)，適應(yīng)的工件資料和切削速度范圍也都不同。例如，高速加工鋁、鎂、銅等有色金屬件，首要選用PCD和CVD金剛石膜涂層刀具。高速加工鑄件、淬硬鋼(50~67HRC)和冷硬鑄鐵首要用淘瓷刀具和PCBN刀具。

1.硬質(zhì)合金刀具材已邁入細(xì)晶粒超細(xì)晶粒階段

涂層硬質(zhì)合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)雖其加工工件資料范圍廣，但抗癢化溫度一般不高，所以通常只宜在400-500m/min的切削速度范圍內(nèi)加工鋼鐵件。對(duì)於Inconel718高溫鎳基合金可運(yùn)用陶瓷和PCBN刀具。據(jù)報(bào)道，加拿大學(xué)者用SiC晶須增韌陶瓷銑削Inconel718合金，推薦蕞佳的切削條件為：切削速度700m/min，吃深為1-2mm，每齒進(jìn)給量為0.1-0.18mm/z。

目前，硬質(zhì)合金已進(jìn)入細(xì)晶粒(1-0.5μm)和超細(xì)晶粒(<0.5μm)的開(kāi)展階段，曩昔細(xì)晶粒多用於K類(lèi)(WC Co)硬質(zhì)合金，近幾年來(lái)P類(lèi)(WC TiC Co)和M類(lèi)(WC TiC TaC或NbC Co)硬質(zhì)合金也向晶粒細(xì)化方向開(kāi)展。

以往，為進(jìn)步硬質(zhì)合金的耐性，通常是添加鈷(Co)的含量，由此帶來(lái)的硬度下降如今可以經(jīng)過(guò)細(xì)化晶粒得到補(bǔ)償，并使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度進(jìn)步到4.3GPa，已達(dá)到并超越普通高速鋼(HSS)的抗彎強(qiáng)度，改變了人們普遍認(rèn)為P類(lèi)硬質(zhì)合金適於切鋼、而K類(lèi)硬質(zhì)合金只適於加工鑄鐵和鋁等有色金屬的選材格式。

選用WC基的超細(xì)晶粒K類(lèi)硬質(zhì)合金，相同可加工各種鋼料。細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是硬質(zhì)合金刀具刃口尖利，特別適於高速切削粘而韌的工件資料。以日本不二越公司開(kāi)發(fā)的AQUA麻花鉆為例，其用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金制造，并涂覆耐熱、耐沖突的潤(rùn)滑涂層，在高速濕式加工結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼(SCM)時(shí)，切削速度200m/min，進(jìn)給速度1600mm/min，加工功率進(jìn)步了2.5倍，刀具壽數(shù)進(jìn)步2倍；干式鉆孔時(shí)，切削速度150m/min，進(jìn)給速度1200mm/min。

2.涂層提升到開(kāi)發(fā)厚膜、復(fù)合和多元涂層的新階段

現(xiàn)如今，涂層已進(jìn)入到開(kāi)發(fā)厚膜、復(fù)合和多元涂層的新階段，新開(kāi)發(fā)的TiCN、TiAlN多元超薄、超多層涂層(有的超薄膜涂層數(shù)可多達(dá)2000層，每層厚約1nm)與TiC、TiN、Al2O3等涂層的復(fù)合，加上新式抗塑性變形的基體，在改進(jìn)涂層的耐性、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、進(jìn)步涂層的耐磨性方面有了重大進(jìn)展，進(jìn)步了硬質(zhì)合金刀具材的性能。

硬質(zhì)合金材涂層刀具已成為現(xiàn)代切削硬質(zhì)合金刀具的標(biāo)志，在刀具中的運(yùn)用份額達(dá)到60%。涂層硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)品現(xiàn)已出現(xiàn)品牌化、多樣化和通用化的趨向。例如，德國(guó)施耐爾(Schnell)公司用納米技能推出的一種超長(zhǎng)壽數(shù)LL涂層立銑刀，用其加工零件硬度超越70HRC淬硬模具鋼材時(shí)，硬質(zhì)合金刀具材壽數(shù)可延長(zhǎng)2-3倍。

特別值得強(qiáng)調(diào)的是，近幾年開(kāi)展起來(lái)的在硬質(zhì)合金表面涂覆金剛石的技能，使硬質(zhì)合金刀具不僅在黑色金屬范疇，并且在有色金屬范疇中的切削功率取得了進(jìn)步。由此可知，硬質(zhì)合金今後仍將是制造高速加工刀具的首要基體資料。

一、前言

機(jī)械加工是指通過(guò)一種機(jī)械設(shè)備對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改動(dòng)的過(guò)程。按加工方式上的不同可分為切削加工和壓力加工。

二、機(jī)械加工基本常識(shí)

以下這些機(jī)械加工常識(shí)的匯總：

對(duì)切削溫度的影響：切削速度，進(jìn)給率，背吃刀量；

對(duì)切削力的影響：背吃刀量，進(jìn)給率，切削速度；

對(duì)刀具耐用度的影響：切削速度，進(jìn)給率，背吃刀量。

當(dāng)背吃刀量增大一倍時(shí)，切削力增大一倍；

當(dāng)進(jìn)給率增大一倍時(shí)，切削力大約增大70%；

當(dāng)切削速度增大一倍時(shí)，切削力逐步減??；

可以依據(jù)鐵屑排出的情況判斷出切削力，切削溫度是否在正常范圍內(nèi)。

當(dāng)所量的實(shí)踐數(shù)值X與圖紙直徑Y(jié)之大于0.8時(shí)車(chē)的凹圓弧時(shí)，副偏角52度的車(chē)刀（也就是我們常用的刀片為35度的主偏角93度的車(chē)刀）所車(chē)出的R在起點(diǎn)位置的當(dāng)?shù)乜赡軙?huì)擦刀。

鐵屑顏色所代表的溫度：

白色小于200度

黃色220-240度

暗藍(lán)290度

藍(lán)320-350度

紫黑大于500度

手動(dòng)刀尖R補(bǔ)償公式：

從下往上車(chē)倒角：Z=R*（1-tan(a/2)）X=R(1-tan(a/2))*tan(a)從上往下車(chē)倒角將減改成加即可。

三、在數(shù)控車(chē)加工時(shí)，以下幾點(diǎn)應(yīng)特別注意：

（1）關(guān)于目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)數(shù)控車(chē)床一般選用的是一般三相異步電機(jī)通過(guò)變頻器完結(jié)無(wú)級(jí)變速，假如沒(méi)有機(jī)械減速，往往在低速時(shí)主軸輸出扭矩不足，假如切削負(fù)荷過(guò)大，簡(jiǎn)單悶車(chē)，不過(guò)有的機(jī)床上帶有齒輪檔位很好的處理了這一問(wèn)題；

（2）盡可能使刀具能完結(jié)一個(gè)零件或一個(gè)作業(yè)班次的加作業(yè)業(yè)，大件精加工特別要注意中心避免半途換刀確保刀具能一次加工完結(jié)；

（3）用數(shù)控車(chē)車(chē)削螺紋時(shí)因盡可能選用較高的速度，以完結(jié)，出產(chǎn)；

（4）盡可能運(yùn)用G96；

（5）高速度加工的基本概念就是使進(jìn)給超過(guò)熱傳導(dǎo)速度，從而將切削熱隨鐵屑排出使切削熱與工件阻隔，確保工件不升溫或少升溫，因而，高速度加工是選取很高的切削速度與高進(jìn)給相匹配一起選取較小的背吃刀量；

（6）注意刀尖R的補(bǔ)償。