不銹鋼的硬度、強(qiáng)度并不高,但其塑性、韌性都較好,熱強(qiáng)性高,切削時(shí)切屑不易被切離。在保證刀具有足夠強(qiáng)度的前提下,應(yīng)選用較大的前角,這樣不僅能夠減小被切削金屬的塑性變形,而且可以降低切削力和切削溫度,同時(shí)使硬化層深度減小。
車刀的前角和后角示意圖,見圖7-6。
車刀的主要角度有前角、后角、主偏角和副偏角。為了確定車刀的主要角度,還要建立三個(gè)輔助平面:切削平面、基面和主剖面,見圖7-6。
①. 切削平面通過主切削刃上一點(diǎn)(如圖中A點(diǎn)),并與切削表面相切的平面。
②. 基面通過主切削刃上一點(diǎn),并與該點(diǎn)的切削平面相垂直的平面。
③. 主剖面通過主切削刃上一點(diǎn),并垂直于主切削刃在基面上的投影所作的平面。
車刀的前角和后角是在主剖面中測量的。
前角(Yo)是前刀面與基面之間的夾角。當(dāng)前刀面低于基面時(shí),前角定為正值;前刀面高于基面時(shí),前角定為負(fù)值;前刀面與基面重合時(shí),前角為零。較大的前角可使刀刃鋒利,能減少切屑變形以及切屑與前刀面的摩擦,切削輕快省力。但前角太大,會降低刀刃強(qiáng)度,影響刀具的壽命。用高速鋼車刀車削碳鋼時(shí),Yo=15°~25°;車削鑄鐵時(shí),前角可略小。用硬質(zhì)合金車刀車削碳鋼時(shí),γo=10°~20°.精加工時(shí),前角可選得大些,粗加工時(shí),應(yīng)選得小些。
后角(ao)是主后刀面與切削平面之間的夾角。后角的作用是減小后刀面與切削表面之間的摩擦,一般可在60°~120°之間選擇,精加工時(shí),后角可選大些。
車刀的主偏角和副偏角是在基面上測量的。
主偏角(k1)是主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向之間的夾角。小的主偏角可增加主切削刃參加切削的長度,散熱較好,對延長刀具耐用度有利,但加工細(xì)長軸時(shí),刀具作用在工件上的徑向力增大,易使工件產(chǎn)生彎曲和振動,影響加工質(zhì)量。主偏角的選擇主要按工件剛性考慮:剛性好選小值(30°~60°);剛性差選大值(75°~90°)。
副偏角(kr)是副刀刃在基面上的投影與進(jìn)給反方向之間的夾角,其作用是減小副后刀面與已加工表面的摩擦,并影響已加工表面的粗糙度(見圖7-7).一般kr=5°~15°.
①. 車削各種不銹鋼的前角(γo)大致為12°~30°.對馬氏體不銹鋼(如2Cr13),前角可取較大值;對奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼,前角應(yīng)取較小值;對未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或調(diào)質(zhì)后硬度較低的不銹鋼,可取較大前角;直徑較小或薄壁工件,宜采用較大的前角。高速鋼銑刀取gn=10°~20°,硬質(zhì)合金銑刀取gn=5°~10°;鉸刀一般取r.=8°~12°;絲錐一般取γo=15°~20°(機(jī)用)或go=20°(手用)。
②. 后角ao:加大后角能減小后刀面與加工表面的摩擦,但會使切削刃的強(qiáng)度和散熱能力降低。后角的合理值取決于切削厚度,切削厚度小時(shí),宜選較大后角。
不銹鋼車刀或鏜刀通常取αo=10°~20°(精加工)或ao=6°~10°(粗加工);高速鋼端銑刀取ao=10°~20°,立銑刀取ao=15°~20°;硬度合金端銑刀取ao=5°~10°,立銑刀取αo=12°~16°;鉸刀和絲錐取ao=8°~12°.
③. 主偏角kr、副偏角kr'和刀尖圓弧re:減小主偏角可增加刀刃工作長度,有利于散熱,但在切削過程中使徑向力加大,容易產(chǎn)生振動,常取kr=45°~75°,若機(jī)床剛性不足,可適當(dāng)加大。副偏角常取kr=8°~15°.為了加強(qiáng)刀尖,一般應(yīng)磨出re=0.5~1.0mm的刀尖圓弧。
④. 刃傾角ls:為了增加刀尖強(qiáng)度,刃傾角一般取ls=-8°~-3°,斷續(xù)切削時(shí)取較大值ls=-15°~-5°.圖7-8所示為刀具幾何參數(shù)示意圖。
生產(chǎn)實(shí)踐中,為了加大切屑變形,提高刀尖強(qiáng)度與散熱能力,采用雙刃傾角車刀,取得了良好的斷屑效果,也加寬了斷屑范圍。第一刃傾角ls1≥0°,第二刃傾角在接近刀尖部位,ls2≈-20°,第二刃傾角的刀刃長度約為ap/3。
當(dāng)雙刃傾角車刀的γo=20°、αo=6°~8°、kr=90°或75°、倒棱前角γo,=-10°、刀尖圓弧re=0.15~0.2mm時(shí),在切削速vc=80~100m/min、進(jìn)給量 f=0.2~0.3mm/r、切削深度 ap=4~15mm的條件下切削,斷屑效果良好,刀具耐用度高。
要求刀具前后刀面的表面粗糙度值小,刀具磨鈍標(biāo)錐VB為加工一般材料的1/2.