刀具前角和后角的選擇對切削溫度有什么影響？

來源：發(fā)布時間：2024-09-20

刀具的前角和后角對切削溫度有著不同的影響：

一、前角對切削溫度的影響

1. **前角增大時**

- 當(dāng)?shù)毒咔敖窃龃髸r，刀具變得更加鋒利。這使得切削刃切入工件材料更容易，切削變形減小。由于切削變形是切削熱產(chǎn)生的主要來源之一，切削變形的減小會導(dǎo)致切削過程中產(chǎn)生的熱量減少。

- 例如，在車削中碳鋼時，如果將刀具前角從10°增大到15°，切削力會降低，同時切削變形也會減小，切削溫度可能會降低10% - 15%。這是因為較大的前角使刀具對工件材料的擠壓作用減弱，材料在切削過程中的塑性變形功減少，從而減少了熱量的產(chǎn)生。

2. **前角過大時的特殊情況**

- 然而，前角過大（例如超過30°對于某些刀具和材料組合）會導(dǎo)致切削刃強度降低。在切削過程中，由于切削刃較薄，容易產(chǎn)生振動，這種振動會使切削力波動，進(jìn)而增加切削過程中的能量損耗，部分能量轉(zhuǎn)化為熱量，反而可能使切削溫度升高。

- 同時，過大的前角會使刀具的散熱面積減小，散熱條件變差，也不利于切削溫度的降低。

二、后角對切削溫度的影響

1. **后角增大時**

- 后角增大可以減少刀具后刀面與工件之間的摩擦。摩擦是切削熱產(chǎn)生的另一個重要來源，摩擦的減少意味著產(chǎn)生的熱量減少。

- 例如，在銑削加工中，當(dāng)?shù)毒吆蠼菑?°增大到10°時，刀具后刀面與工件之間的摩擦力降低，切削溫度可能會降低5% - 10%。因為后角增大，刀具后刀面與工件的接觸面積減小，摩擦系數(shù)降低，從而減少了由于摩擦而產(chǎn)生的熱量。

2. **后角過大時**

- 后角過大（例如超過15°對于常見的刀具和加工情況）會削弱切削刃的強度。在切削過程中，切削刃容易崩刃或破損，一旦切削刃發(fā)生損壞，切削力會突然增大，切削過程變得不穩(wěn)定，這會導(dǎo)致切削熱急劇增加。

- 此外，后角過大也會使刀具的散熱條件變差，因為切削刃的楔角減小，刀具的散熱體積減小，不利于熱量的散發(fā)，從而可能導(dǎo)致切削溫度升高。

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