衣艷杰

[摘 要] 在進行機械加工的時候，合理選擇刀具的幾何參數(shù)有利于延長刀具的工作壽命，提高其工作質(zhì)量和生產(chǎn)效率，并幫助企業(yè)節(jié)省大量的生產(chǎn)成本。簡單分析在機械加工中如何合理選擇刀具的幾何參數(shù)。

[關(guān) 鍵 詞] 刀具；幾何參數(shù)；機械加工

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）16-0150-01

刀具是進行零件切削工作最重要的設備，刀具的質(zhì)量與切削工作質(zhì)量有著直接的關(guān)系。在進行機械加工時合理應用刀具幾何參數(shù)，有利于提高刀具的切削效率和加工質(zhì)量，甚至可以延長刀具的工作壽命。在選擇刀具幾何參數(shù)的時候，應該根據(jù)刀具的類型和作用，選擇合適的參數(shù)。

一、刀具幾何參數(shù)的簡介

一般的車刀是由兩部分組成，分別是刀頭和刀體，刀頭負責切削工作，而刀體則是機床連接刀片的夾持部分，從而把刀片安裝在機床上。刀具的幾何參數(shù)是一個有機整體，各個參數(shù)之間既相互聯(lián)系，同時又相互制約，不同的幾何參數(shù)對于刀具切削性能都有兩面性的影響。而合理的刀具幾何參數(shù)，是指在滿足刀具加工質(zhì)量和工作壽命的前提下，能夠有效提高刀具生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的刀具幾何參數(shù)。所以在選擇合理幾何參數(shù)的時候，要根據(jù)刀具的主要作用進行選擇，避免出現(xiàn)幾何參數(shù)不合理導致刀具加工反作用的情況。下列是刀具進行機械加工時所應用的主要幾何參數(shù)：

（一）主副刀刃的刃形

主副刀刃的刃形是指切削刀刃的形狀，我國常用的刃形有直線刃、折線刃、圓弧刃、波形刃等。主副刀刃不同的切削刃形會導致切削層橫斷面形狀、切削面積以及刀刃各點角度的數(shù)值不同，從而滿足不同要求的切削工作要求。隨著我國機械加工行業(yè)的發(fā)展，我國近年來刃形發(fā)展趨勢是增強刀具刀尖處的強度，提高刀具的抗震能力，同時降低切削加工的負荷，促進刀具熱量傳散，保護刀具，延長刀具的工作壽命。

（二）切削刃的剖面型式

我國常用切削刃的剖面型式主要有鋒刃、負倒棱、倒圓刃、消振棱和刃帶等，其中應用面較為廣泛的是鋒刃，而在實際應用過程中最容易被混淆的是負倒棱和消振棱，所以在選擇切削刃的剖面型式時，應該注意兩者之間的作用和區(qū)別，并綜合刀具的主要作用，避免因選擇錯誤的剖面型式而導致刀具工作壽命大大降低。

（三）刀具的幾何角度

刀具的幾何角度主要分為主刀刃和副刀刃的幾何角度，主刀刃的幾何角度有前角、后角、刃傾角以及主偏角，而副刀刃則主要有副后角和副偏角。刀具完整的形狀和結(jié)構(gòu)是由刀具幾何參數(shù)決定的，不同的幾何參數(shù)之間有著隱形的內(nèi)在聯(lián)系，令不同參數(shù)既能夠相互依賴，又可以相互制約，從而形成一個有機的整體。

二、在機械加工中合理應用和選擇刀具幾何參數(shù)

（一）根據(jù)切削條件合理選擇刀具的幾何參數(shù)

在選擇刀具幾何參數(shù)的時候，需要根據(jù)進行切削過程中所需要的機床、夾具、刀具以及工件的類型和種類，同時整個機械加工工藝系統(tǒng)的切削用量、功率和剛性都會影響刀具幾何參數(shù)的影響。舉個例子，當機械加工工藝系統(tǒng)的剛性較差的時候，刀具幾何參數(shù)應選擇較大的前角和主偏角，能夠有效降低切削力度，同時還可以預防工件受到?jīng)_擊和振動而降低刀具的工作壽命。

（二）加工工件的具體條件

工件的加工條件主要包括了工件的精度和質(zhì)量、工件毛坯的制作方法以及工件的切削加工性、耐熱性、硬度等多種物理力學性質(zhì)，根據(jù)這些具體條件合理應用刀具幾何參數(shù)，能夠有效提高刀具的加工質(zhì)量和效率，合理延長刀具的工作壽命。

（三）合理選擇刀具幾何角度的原則

在進行切削工作的時候，是否能夠順利完成切削與刀具的幾何角度有極大的關(guān)系。在各種刀具幾何角度中，前角、后角、主偏角以及刃傾角對切削效果的影響尤其明顯，所以必須要合理選擇刀具幾何角度，才能夠確保刀具的加工質(zhì)量和效率。在選擇刀具幾何角度的時候，應該根據(jù)不同幾何角度之間的優(yōu)缺點、切削工作的要求以及工件的加工要求進行選擇。舉個例子，前角變大，刀具的切削能力、切削所產(chǎn)生的熱量和功率就會相對地降低，提高刀具的工作壽命，但同時刀具的切削強度也會相應地降低。當工件的硬度、強度較高的時候，為了確保刀具的切削強度，應該適當降低刀具的前角，當工件屬于塑性材料的時候，前角應該增加，從而降低刀具的切削能力。除了前角，在選擇其他的幾何角度的時候同樣需要根據(jù)加工的實際情況進行選擇，才能夠為刀具選擇合理的幾何參數(shù)。

隨著我國機械加工行業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)必須要提高自身的生產(chǎn)效率和加工精準度，并降低自身的加工成本才能夠在社會中生存并不斷發(fā)展下去，合理選擇刀具幾何參數(shù)能夠幫助加工企業(yè)完成以上目標。機械加工操控人員在加工的時候，必須要對刀具幾何參數(shù)有深刻的理解，同時熟練掌握選擇合理刀具幾何參數(shù)的原則，靈活地在實際的加工中應用，提高刀具的加工質(zhì)量，合理延長刀具的工作壽命，降低企業(yè)的加工成本，同時還可以提高我國機械加工行業(yè)的技術(shù)水平。

參考文獻：

[1]關(guān)波.刀具幾何參數(shù)圖像測量技術(shù)研究[D].中北大學，2015.

[2]劉曉龍.面向低碳的車削加工刀具幾何參數(shù)優(yōu)化研究[D].大連海事大學，2015.