浅谈刀具几何参数在机械加工中的应用

衣艳杰

[摘 要] 在进行机械加工的时候，合理选择刀具的几何参数有利于延长刀具的工作寿命，提高其工作质量和生产效率，并帮助企业节省大量的生产成本。简单分析在机械加工中如何合理选择刀具的几何参数。

[关 键 词] 刀具；几何参数；机械加工

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）16-0150-01

刀具是進行零件切削工作最重要的设备，刀具的质量与切削工作质量有着直接的关系。在进行机械加工时合理应用刀具几何参数，有利于提高刀具的切削效率和加工质量，甚至可以延长刀具的工作寿命。在选择刀具几何参数的时候，应该根据刀具的类型和作用，选择合适的参数。

一、刀具几何参数的简介

一般的车刀是由两部分组成，分别是刀头和刀体，刀头负责切削工作，而刀体则是机床连接刀片的夹持部分，从而把刀片安装在机床上。刀具的几何参数是一个有机整体，各个参数之间既相互联系，同时又相互制约，不同的几何参数对于刀具切削性能都有两面性的影响。而合理的刀具几何参数，是指在满足刀具加工质量和工作寿命的前提下，能够有效提高刀具生产效率，降低生产成本的刀具几何参数。所以在选择合理几何参数的时候，要根据刀具的主要作用进行选择，避免出现几何参数不合理导致刀具加工反作用的情况。下列是刀具进行机械加工时所应用的主要几何参数：

（一）主副刀刃的刃形

主副刀刃的刃形是指切削刀刃的形状，我国常用的刃形有直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃等。主副刀刃不同的切削刃形会导致切削层横断面形状、切削面积以及刀刃各点角度的数值不同，从而满足不同要求的切削工作要求。随着我国机械加工行业的发展，我国近年来刃形发展趋势是增强刀具刀尖处的强度，提高刀具的抗震能力，同时降低切削加工的负荷，促进刀具热量传散，保护刀具，延长刀具的工作寿命。

（二）切削刃的剖面型式

我国常用切削刃的剖面型式主要有锋刃、负倒棱、倒圆刃、消振棱和刃带等，其中应用面较为广泛的是锋刃，而在实际应用过程中最容易被混淆的是负倒棱和消振棱，所以在选择切削刃的剖面型式时，应该注意两者之间的作用和区别，并综合刀具的主要作用，避免因选择错误的剖面型式而导致刀具工作寿命大大降低。

（三）刀具的几何角度

刀具的几何角度主要分为主刀刃和副刀刃的几何角度，主刀刃的几何角度有前角、后角、刃倾角以及主偏角，而副刀刃则主要有副后角和副偏角。刀具完整的形状和结构是由刀具几何参数决定的，不同的几何参数之间有着隐形的内在联系，令不同参数既能够相互依赖，又可以相互制约，从而形成一个有机的整体。

二、在机械加工中合理应用和选择刀具几何参数

（一）根据切削条件合理选择刀具的几何参数

在选择刀具几何参数的时候，需要根据进行切削过程中所需要的机床、夹具、刀具以及工件的类型和种类，同时整个机械加工工艺系统的切削用量、功率和刚性都会影响刀具几何参数的影响。举个例子，当机械加工工艺系统的刚性较差的时候，刀具几何参数应选择较大的前角和主偏角，能够有效降低切削力度，同时还可以预防工件受到冲击和振动而降低刀具的工作寿命。

（二）加工工件的具体条件

工件的加工条件主要包括了工件的精度和质量、工件毛坯的制作方法以及工件的切削加工性、耐热性、硬度等多种物理力学性质，根据这些具体条件合理应用刀具几何参数，能够有效提高刀具的加工质量和效率，合理延长刀具的工作寿命。

（三）合理选择刀具几何角度的原则

在进行切削工作的时候，是否能够顺利完成切削与刀具的几何角度有极大的关系。在各种刀具几何角度中，前角、后角、主偏角以及刃倾角对切削效果的影响尤其明显，所以必须要合理选择刀具几何角度，才能够确保刀具的加工质量和效率。在选择刀具几何角度的时候，应该根据不同几何角度之间的优缺点、切削工作的要求以及工件的加工要求进行选择。举个例子，前角变大，刀具的切削能力、切削所产生的热量和功率就会相对地降低，提高刀具的工作寿命，但同时刀具的切削强度也会相应地降低。当工件的硬度、强度较高的时候，为了确保刀具的切削强度，应该适当降低刀具的前角，当工件属于塑性材料的时候，前角应该增加，从而降低刀具的切削能力。除了前角，在选择其他的几何角度的时候同样需要根据加工的实际情况进行选择，才能够为刀具选择合理的几何参数。

随着我国机械加工行业的不断发展，企业必须要提高自身的生产效率和加工精准度，并降低自身的加工成本才能够在社会中生存并不断发展下去，合理选择刀具几何参数能够帮助加工企业完成以上目标。机械加工操控人员在加工的时候，必须要对刀具几何参数有深刻的理解，同时熟练掌握选择合理刀具几何参数的原则，灵活地在实际的加工中应用，提高刀具的加工质量，合理延长刀具的工作寿命，降低企业的加工成本，同时还可以提高我国机械加工行业的技术水平。

参考文献：

[1]关波.刀具几何参数图像测量技术研究[D].中北大学，2015.

[2]刘晓龙.面向低碳的车削加工刀具几何参数优化研究[D].大连海事大学，2015.