摘要：本文就針對(duì)切斷面和車方牙螺紋這兩個(gè)事例，通過數(shù)學(xué)計(jì)算和推理，分析了刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)車刀工作角度的影響，這樣我們?cè)谶M(jìn)行鏟背加工和螺紋加工當(dāng)中，可以很好的調(diào)整刀具的工作角度以及其裝夾位置，才能改進(jìn)車削加工在特殊領(lǐng)域當(dāng)中的工藝問題。
　　關(guān)鍵字：機(jī)械制造；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；工作角度；影響
　　刀具角度在靜態(tài)參考系中的標(biāo)注角度，是忽略進(jìn)給運(yùn)動(dòng)條件時(shí)給出的，也就是在通常情況下，刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，對(duì)車刀工作角度的影響不大，所以常被忽略。但在實(shí)際的切削當(dāng)中，由于要考慮刀具切削刃上點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)速度，所以這時(shí)的坐標(biāo)平面參考系與靜態(tài)坐標(biāo)平面參考系不再相同，而稱工作角度坐標(biāo)參考系，相應(yīng)的在其內(nèi)的刀具角度稱刀具工作角度。比如：工作正交平面參考系的三個(gè)坐標(biāo)平面分別為工作正交平面、工作基面、工作切削平面，而在其內(nèi)的工作角度為工作前角和工作后角。
　　根據(jù)車刀刀具的運(yùn)動(dòng)方向，本文從以下兩個(gè)方面來說明刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)車刀工作角度的影響：
　　1.橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響
　　如下圖1-1所示:　　
　　                                        　　

　　其中：：基面：切削平面：工作切削平面：工作基面：后角：前角：工作前角：工作后角：刀具靜態(tài)狀態(tài)與工作狀態(tài)間的夾角
　　
　　
　　切斷刀切斷工件時(shí)，若不考慮刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，則：=;=，即工作前角和工作后角與刀具的前后角相等，刀具的切削平面和基面不發(fā)生變化。但在鏟背加工中，由于橫向進(jìn)給量大，所以對(duì)車刀工作角度有明顯的影響，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為阿基米德螺旋線，這時(shí)切削平面為通過切削刃A點(diǎn)切于螺旋面的平面，基面則為螺旋面的法向平面，當(dāng)?shù)毒咴诼菪�平面�?nèi)切削時(shí)，從下圖當(dāng)中可以看出其工作角度的變化情況：工作前角增大，而減小。
　                                             即    　（1-1）
　　
　　由切削速度與進(jìn)給速度組成的合成速度切與阿基米德螺旋面的過渡表面，包含的工作切削平面與靜態(tài)切削平面間的夾角為。同樣，垂直于合成速度工作基面與靜態(tài)基面間的夾角也為，在如圖所示的矢量三角形中：
　　                                       
　　由（1-2）式和（1-3）式得：
　　                                                                                                                (1-4)
　　式中：—進(jìn)給量，單位為mm/r；
　　—切削過程中不斷地減小著的工件半徑，單位為mm。
　　由公式（1-4）可知工件直徑與刀具的進(jìn)給量f成正比，而與成反比。而夾角的取值范圍又在0~450內(nèi)變化，是個(gè)單調(diào)增函數(shù)。刀具在螺旋平面內(nèi)切削時(shí)，當(dāng)切削刃越接近工件中心時(shí)，越大，那么這樣一來是逐漸增大的，由于橫向進(jìn)給量大，就有可能會(huì)增大，這與我們實(shí)際不相符，工件直徑應(yīng)該是逐漸減小才是，為了克服這樣的矛盾，我們?yōu)榇顺３��?huì)增大鏟背車刀的刃磨后角，即=0;≥180。這樣刀具在螺旋平面內(nèi)切削時(shí)，夾角的增量才有可能會(huì)更大，進(jìn)而值才會(huì)減小。
　　而對(duì)與切槽和不切削到工件中心的車端面，由于較小較大，所以工作角度變化較小，可以忽略不計(jì)。
　　2.縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工件角度的影響
　　             
　
　　其中：Pse：工作切削平面Pre：工作基面：左側(cè)后角：左側(cè)前角：左側(cè)工作前角：左側(cè)工作后角：右側(cè)后角：右側(cè)前角：右側(cè)工作前角：右側(cè)工作后角P：螺紋導(dǎo)程（方牙螺紋為單頭，單位為mm）：方牙螺紋兩側(cè)的螺旋升角
　　刀具在車削方牙螺紋時(shí)，方牙螺紋兩側(cè)均為螺旋升角為的阿基米德螺旋線，刀具靜態(tài)狀態(tài)與工作狀態(tài)間的夾角也為，左、右兩側(cè)工作切削平面中的合成速度切于阿基米德螺旋面，即面傾斜了角，左、右兩側(cè)切削刃的工作基面也傾斜了角。于是，螺紋車刀左、右切削刃工作角度將發(fā)生變化：
　　左側(cè)切削刃的工作前角和工作后角分別為：
　                                                      　
　　右側(cè)切削刃的工作前角和工作后角分別為：
　　                                                                                   (2-2)
　　在如圖矢量三角形中：
　                                  
　　式中：—方牙螺紋的中徑，單位為mm
　         　—刀具靜態(tài)狀態(tài)與工作狀態(tài)間的夾角
　           　P—螺紋導(dǎo)程（方牙螺紋為單頭，單位為mm）
　　因?yàn)榉窖缆菁y的較大（幾度到十幾度），所以就有增大的可能性，又因?yàn)?img height="18" alt="tb.png" width="17" src="/d/file/p/e1612d87c12da0f657c2442eeb4581d9.png" />和為定值，所以這時(shí)會(huì)產(chǎn)生矛盾。為此，為抵消工作時(shí)刀具角度的變化，螺紋車刀兩側(cè)切削刃的靜態(tài)后角應(yīng)事先刃磨得不一樣大小，但其右側(cè)切削刃的工作前角仍負(fù)得相當(dāng)多。為改善切削條件，可在螺紋車刀右側(cè)切削刃上加磨靜態(tài)前角（圖3a），或?qū)⒙菁y車刀傾斜角安裝（圖3b）。在后者情況下兩側(cè)切削刃上的工作前角、工作后角就等于其刃磨前角和刃磨后角(靜態(tài)角度，即標(biāo)注角度)了。
　　                                                
　　                                                                      圖3螺紋車刀靜態(tài)狀態(tài)的調(diào)整
　　而對(duì)于縱車外圓，由于進(jìn)給量f較小、工件直徑有比較大，所以工作角度變化甚小，可以忽略不計(jì)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]吳桓文主編.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)［M］.第三版.北京：高等教育出版社，1990.4
　　[2]陸劍中，周志明．金屬切削原理與刀具［M］．第一版.機(jī)械工業(yè)出版社．2008.9