刀具前角的大小對(duì)刀具的使用壽命有哪些影響？

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2024-09-15

刀具前角的大小對(duì)刀具使用壽命主要有以下影響：

**一、前角增大的影響**

# 1. 切削力降低方面

- **原理**：刀具前角增大時(shí)，切屑變形減小，切削力隨之降低。例如，前角從10°增大到25°，在一定切削條件下，切削力可降低約20%-30%。

- **對(duì)刀具使用壽命的影響**：較小的切削力使刀具承受的機(jī)械應(yīng)力減小，從而減少刀具的磨損，刀具的使用壽命得以延長(zhǎng)。在加工軟質(zhì)材料如鋁合金、低碳鋼等時(shí)，這種效果尤為明顯。

# 2. 切削溫度降低方面

- **原理**：前角增大使刀具前刀面與切屑的接觸面積減小，摩擦系數(shù)降低，同時(shí)切削力減小也使功的消耗減少，進(jìn)而使切削溫度降低。

- **對(duì)刀具使用壽命的影響**：較低的切削溫度可以減緩刀具材料的磨損和相變等過(guò)程，從而延長(zhǎng)刀具使用壽命。例如在高速切削塑性材料時(shí)，適當(dāng)增大前角能使刀具在一定時(shí)間內(nèi)的磨損量明顯減少，刀具使用壽命延長(zhǎng)。

**二、前角減小的影響**

# 1. 切削力增大方面

- **原理**：前角減小，刀具對(duì)切屑的擠壓作用增強(qiáng)，切屑變形增大，導(dǎo)致切削力增大。例如，前角從15°減小到5°，切削力可能會(huì)增加約20%-30%。

- **對(duì)刀具使用壽命的影響**：較大的切削力使刀具承受更大的機(jī)械應(yīng)力，容易導(dǎo)致刀具磨損加劇，尤其是在加工高硬度材料時(shí)，刀具的使用壽命會(huì)明顯降低。

# 2. 切削溫度升高方面

- **原理**：前角減小會(huì)使刀具前刀面與切屑的接觸面積增大，摩擦系數(shù)增大，并且切削力增大也使功的消耗增加，從而導(dǎo)致切削溫度升高。

- **對(duì)刀具使用壽命的影響**：高溫會(huì)使刀具材料的硬度、強(qiáng)度等性能下降，刀具磨損加快。例如在加工高溫合金等難加工材料時(shí)，如果前角過(guò)小，切削溫度會(huì)急劇上升，刀具的使用壽命大幅降低，甚至可能出現(xiàn)刀具早期失效的情況。

# 3. 刀具強(qiáng)度方面

- **原理**：前角減小會(huì)使刀具切削刃的楔角增大，刀具強(qiáng)度提高。

- **對(duì)刀具使用壽命的影響**：在重切削或者斷續(xù)切削等切削力較大的情況下，適當(dāng)減小前角可以提高刀具的抗沖擊能力，在一定程度上彌補(bǔ)因切削力和切削溫度增大對(duì)刀具使用壽命的不利影響。但如果切削力不是特別大，而切削溫度升高的影響占主導(dǎo)地位時(shí)，刀具使用壽命仍會(huì)降低。例如在粗加工鑄鐵件時(shí)，適度減小前角可以在一定程度上保持刀具使用壽命；但在精加工時(shí)，過(guò)小的前角會(huì)使刀具使用壽命明顯下降。

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