(1)前角γo增大,前刀面摩擦因數(shù)μ增大,摩擦角β增大(tanβ=μ)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 (β-γo)減小。又由式可知,剪切角Φ大。于是由式Fr=τΦhDbD/sinΦcos(Φ+β-γo)可以看出,切削合力Fr減小。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,前角γo對(duì)主切削力Fc影響不顯著,而對(duì)進(jìn)給力Ff和背向力 (切深抗力)Fp影響較大,如下圖所示。現(xiàn)分析如下:
當(dāng)λs=0°時(shí),可作出下圖,
這時(shí)切削合力Fr在正交平面內(nèi)與Fc間的夾角為β-γo,于是
又知
由此可見(jiàn),由于γo增大,則Fr減小,β-γo也減小。因而Fc變化不顯著,約減少1%;而FM減小顯著,結(jié)果使Ff和Fp減少較大,為3%~5%。
另一方面,前角γo增大,楔角βo減小,刀具的強(qiáng)度減小,刀具承受切削力的能力減小,從這個(gè)角度看,前角γo又不宜采用過(guò)大值。
此外,工件材料不同,前角的影響也不同。對(duì)塑性大的材料,如純銅、鋁合金等,切削時(shí)變形大,前角影響顯著;而對(duì)脆性材料如黃銅,前角的影響則較小。
由此可知,切削時(shí),從切削力的角度看,切削塑性材料刀具前角可選用大值,切削脆性材料刀具前角應(yīng)選用小值。同時(shí)前角不應(yīng)太小,但也不宜過(guò)大,應(yīng)有一個(gè)適宜值。
(2)主偏角κr
1)對(duì)切削力Fc的影響。當(dāng)切削面積AD不變時(shí) (AD=apf=hDbD),主偏角κr增大,切削厚度hD增大,而切削寬度bD減小,切削層形狀變?yōu)楹穸邢髁p小,當(dāng)κr增大到60°~75°之后,由于刀尖圓弧半徑rε部分參與切削的比例增大,切削層變薄而寬,Fc又逐漸增加。
2)對(duì)進(jìn)給力Ff和背向力 (切深抗力)Fp的影響。
可知,進(jìn)給力Ff隨主偏角κr的增大而增大,背向力 (切深抗力)Fp則減小。從切削力減小的角度看,主偏角κr應(yīng)選用較大值。
3)刃傾角λs實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如圖所示,它說(shuō)明刃傾角λs對(duì)切削力Fc影響不大,原因是:刃傾角λs增大,有效前角γoe增大,切削力減小;但與此同時(shí),實(shí)際切削寬度變寬,又使切削力增大。刃傾角λs對(duì)進(jìn)給力Ff和背向力 (切深抗力)Fp影響較大。這是因?yàn)椋Sλs的增大,側(cè) (進(jìn)給)前角γf減小,而背 (切深)前角γp增大 。因而,相應(yīng)的Ff增大,而Fp減小。
外圓車削時(shí),為使工件變形小,以減少加工誤差,應(yīng)使Fp小,因而在精加工時(shí),應(yīng)采用大的λs(正值)。
4)刀尖圓弧半徑rε當(dāng)背吃刀量(切削深度)ap、進(jìn)給量f一定時(shí),由于圓弧刃上各點(diǎn)的主偏角和副偏角是變化的,如圖所示,D點(diǎn)的κrD=κr,B點(diǎn)的κrB<κrD,而A點(diǎn)的κrA=0。若刀尖圓弧半徑rε增大,切削刃上的平均主偏角κr就減小,使切削寬度bD增大,切削厚度hD減小,切削斷面形狀變?yōu)閷挾。邢髁Γ?sub>c增大,Fp明顯增大。從切削力的角度看,應(yīng)采用小的刀尖圓弧半徑rε。