如何选择陶瓷刀具的几何参数

1.陶瓷刀具前角γ_o的选择

陶瓷刀具的抗压强度远大于抗拉强度，所以在选择前角时，要尽量避免承受拉应力。采用负前角，可以增强切削刃，加大楔角，并能改变受力方向，这对于用韧性不好的刀具材料去加工高强度钢或淬硬钢是极为有利的。但必须注意的是要采用合理的负前角，而不是负前角越大就越好。因为过大的负前角，会增大径向切削力和引起振动。究竟采用怎样的γ_o才算合理，一般均通过切削对比试验，从中优选出寿命最高的前角。通常随工件材料硬度的不同，宜选用前角γ_o=-10°～-5°。

2.陶瓷刀具倒棱尺寸的选择

陶瓷刀具脆性相对较大。为了强化切削刃，一般需要磨出负倒棱。为了进一步增强陶瓷刀具切削刃的强度，除负倒棱外可再加切削刃倒圆的形式。图5-14所示为陶瓷刀片切削刃的各种倒棱形式。为了便于刃磨，多数的陶瓷刀片均做成直线倒棱。倒棱后的刀具使切削力增加，故加工刚性差的工件时不应磨出负倒棱。陶瓷刀具的倒圆半径也会影响陶瓷刀具的强度。倒圆半径越大，强度越高。一般粗车时选用较大的刀尖倒圆半径，精加工时选用小的刀尖倒圆半径。表5-69所示为陶瓷刀具的负倒棱尺寸的推荐值。

图5-14 陶瓷刀片切削刃的各种倒棱形式

a）钝圆刃口 b）直线倒棱 c）直线和钝圆组合倒棱 d）双重直线和钝圆组合倒棱

3.陶瓷刀具后角的选择

后角α_o的作用主要是为了减少刀面与工件表面间的接触和摩擦。加工高硬度、高强度钢时，由于采用了负前角、负倒棱和切削刃有倒圆半径的刀具，因而刀具对工件的摩擦和挤压比较严重，在切削刃附近的后面上，径向分力和切向分力较大，如果后角太小，会迅速磨损或导致崩刃。因此采用较大的后角是有利的。但后角太大会削弱切削刃强度，容易发生崩刃，刀面磨损也急剧增大。应根据工件材料和加工方式选用合适的后角。表5-70所示为陶瓷刀具的后角推荐值。

表5-69 陶瓷刀具的负倒棱尺寸的推荐值

表5-70 陶瓷刀具的后角α_o推荐值

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4.陶瓷刀具主偏角的选择

主偏角κ_r的大小，会影响刀尖部分的强度和散热条件，影响各切削分力之间的比例。主偏角越小，在切削面积不变的条件下，切削宽度越大，切削厚度越小，刀尖角也越大，因此散热条件较好，刀具磨损较慢。但此时切削力增大，尤其是径向力增加较多，所以当机床-刀具-工件系统刚性不好时，就有可能发生振动，导致刀具崩刃并影响已加工表面质量。一般均应限制小主偏角的应用。加工高强度、高硬度材料时，应取较小的κ_r，以加强刀尖部分的强度并减轻单位长度切削刃上的负荷。表5-71所示为陶瓷刀具主偏角κ_r的推荐值。

表5-71 陶瓷刀具主偏角κ_r的推荐值

5.陶瓷刀具刃倾角的选择

刃倾角λ_s的正负和大小，直接影响切削刃受力的位置、流屑方向及切削分力之间的比值。采用负刃倾角切削时，刀尖处于最低位置，是离刀尖稍远的切削刃先接触工件，起了保护刀尖的作用，所以能承受冲击。此时切屑常流向已加工表面。采用正刃倾角切削时，刀尖处于最高位置，切削时首先接触工件，在粗车或断续切削时容易崩刃。此时切屑常流向待加工表面。因此，陶瓷刀具加工钢和铸铁，尤其是切削高硬度材料和断续切削时，均采用负刃倾角。一般推荐λ_s=-10°～0°。

陶瓷刀具几何参数的推荐值见表5-72、表5-73。

表5-72 陶瓷刀具几何参数推荐值

表5-73 利特陶瓷刀具推荐参数