刀具寿命

陈大义

1选择原则：
切削速度的选择，主要考虑切削加工的经济性，必须保证刀具经济寿命，同时切削负荷不应超过机床的额定功率，原则是：
a.刀具的材料耐热性好，切削速度可高些；工件材料的强度、硬度高或塑性太大或太小，切削速度可取低些
b.加工带外皮工件时，应适当降低切削速度；
c.断续切削时，应取较低的切削速度；
d.工艺系数刚性较差时，切削速度可适当减小；
e.要求得到较小表面粗糙度时，切削速度应避开积屑瘤的生成速度范围；
f.对硬质合金刀具，可取较高的切削速度；对高钢刀具，宜用低速切削。
2.2 进给量: 在主运动的一个循环（或单位时间）内,刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。车削时,进给量指工件每转一转,刀具所移动的距离（mm/min ）;在牛头刨床上刨削时，进给量指刀具每往复运动一次,工件移动的距离 （mm/min ）.
1.1选择原则：
通常限制进给量的主要因素时切削力与表面粗糙度，选择时应考虑：
a.粗切时，加工表面粗糙度要求不高时，进给量主要受刀杆、刀片、工件及机床的强度和刚度所能承受的切削力的限制
b.半精及精加工时，进给量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圆弧半径愈大、切削速度愈高，则进给量可愈大。
2．1选择原则：
切削深度是根据工件的加工余量来决定的，应考虑：
a.在留有精加加工及半精加工的余量后，粗加工应尽可能将乘下的余量一次切除，以减少走刀次数。
b.如果切削余量过大，或机床动力不足而不能将粗切余量一次切除，也应将第一次走刀的切削深度尽可能取大些。
c.当冲击负荷较大或工艺系统刚性较差时，应适当减小切削深度。
d.一般情况时，精车可取ɑp为0。05～0。8mm，半精加工时可取ɑp为1.0～3.0mm
2、合理选择刀具角度
前角
增大前角，使刀具锋利，切削力减小，容易切下切屑。但前角过大，刀刃强度降低， 散热面积减小，切削温度升高，刀具耐用度降低。
前角大小应根据工件材料 ，加工性质和刀具材料选择。
一般情况下，加工有色金属前角较大，可达300；加工钢和铸铁时，硬度和强度越高，前角应越小；加工高锰钢、钛合金等难加工材料时，应选用y0＜100的较小前角；加工淬硬钢时，选用y0 =00～100的前角。
粗加工时，零件加工余量不均匀，有冲击和振动，表面有硬皮，切削力大，前角应选小些。精加工时，为保证加工质量和减小表面粗糙度，此时ɑ P和ƒ 均小，切削力也小， 故前角可以选大些。例如用硬质合金刀具加工中碳钢时，粗加工y0 =150～180 ， 精加工y0 =180～250 。
高速钢刀具的抗弯强度和韧性较高，前角可取大些；硬质合金刀具抗弯强度不如高速钢高，前角应取小些。所以，在相同的切削条件下，高速钢刀具前角比硬质合金刀具前角大y0 =50～80 。

后角ɑ0
为减小刀具后面与工件表面之间的摩擦，提高刀具耐用度，后角可以取大些。但后角过大，刀刃强度降低，散热面积减小，切削温度升高，刀具耐用度降低。所以，后角大小应在保证表面加工质量和刀具耐用度的前提下，根据切削层厚度hD和工件材料性质选择。
粗加工时，切削层厚度hD 大，切削力大，切削温度高，后角应选小些；精加工时切削层厚度hD 较小，切削力小，切削温度不高，为了减小刀具后面和已加工表面的摩擦，应取较大后角。硬质合金车刀加工中碳钢，粗加工选 ；精加工选 .当工件材料硬度、强度高时，后角应选小些。高速钢刀具的后角可比同类型硬质合金刀具稍大些。
主偏角Кγ
主偏角的大小主要影响刀具耐用度、 背向力FP 与进给力Ff 大小。主偏角增大， 主切削参加切削的工作长度减小，使切削刃上单位长度负荷增大，散热面积减小，刀具耐用度降低，背向力FP 减小，进给力Ff 增大，如图 1所示。
主偏角的确定主要由工艺系统刚度、工件材料和工艺要求决定。加工细长轴，工件刚度差，应选较大的主偏角，以减小背向力FP。工件材料硬度、强度高时，切削力大， 主偏角应选小些，以增大散热面积，提高刀具耐用度。加工淬火钢时，选用 Кγ =300～450 加工台阶轴、 薄壁件时， 选用Кγ = 900；倒角时，选用Кγ = 450。
副偏角К′γ
副偏角的大小对刀具耐用度和表面粗糙度有一定影响。当К′γ减小时，已加工表面残留
面积的高度小，会降低工件已加工表面的粗糙度，如图2 所示К′γ 增大时，可减小副切削刃与已加工表面的摩擦，防止切削时产生振动。一般情况下，在工艺系统和工件刚度允许
条件下，尽量取小的К′γ， 粗加工К′γ  = 100～150，精加工可取К′γ  = 50～100 。有时为了减小表面粗糙度值，可取刀尖处的К′γ  = 00 ，即形成修光刃。
刃倾角λS
刃倾角主要影响切屑的流出方向、刀刃强度和切削分力的大小。刃倾角为正值时，刀刃强度降低，切屑流向待加工表面；刀倾角为负值时，刀刃强度增高，切屑流向已加工表面； 刀倾角等于零时，切屑垂直于主切削刃方向流出。所以，精加工时刃倾角应为正值，粗加工时刃倾角应为负值。如图 所示。负值的刃倾角使背向力FP 增大，容易引起振动。
粗车、粗镗时，取λS = -50～00；精车；车细长轴、精镗时，取λS = 00～50；切断时取λS = 00 ；有冲击或车削淬硬钢时，取λS = -50～150 。
   注：刀具寿命最主要取决转速。