摘要：本文就針對切斷面和車方牙螺紋這兩個事例，通過數學計算和推理，分析了刀具的進給運動對車刀工作角度的影響，這樣我們在進行鏟背加工和螺紋加工當中，可以很好的調整刀具的工作角度以及其裝夾位置，才能改進車削加工在特殊領域當中的工藝問題。
　　關鍵字：機械制造；進給運動；工作角度；影響
　　刀具角度在靜態參考系中的標注角度，是忽略進給運動條件時給出的，也就是在通常情況下，刀具的進給運動，對車刀工作角度的影響不大，所以常被忽略。但在實際的切削當中，由于要考慮刀具切削刃上點的合成運動速度，所以這時的坐標平面參考系與靜態坐標平面參考系不再相同，而稱工作角度坐標參考系，相應的在其內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坐標平面分別為工作正交平面、工作基面、工作切削平面，而在其內的工作角度為工作前角和工作后角。
　　根據車刀刀具的運動方向，本文從以下兩個方面來說明刀具的進給運動對車刀工作角度的影響：
　　1.橫向進給運動對工作角度的影響
　　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：刀具靜態狀態與工作狀態間的夾角
　　
　　
　　切斷刀切斷工件時，若不考慮刀具的進給運動，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生變化。但在鏟背加工中，由于橫向進給量大，所以對車刀工作角度有明顯的影響，刀尖的運動軌跡為阿基米德螺旋線，這時切削平面為通過切削刃A點切于螺旋面的平面，基面則為螺旋面的法向平面，當刀具在螺旋平面內切削時，從下圖當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給量f成正比，而與成反比。而夾角的取值范圍又在0~450內變化，是個單調增函數。刀具在螺旋平面內切削時，當切削刃越接近工件中心時，越大，那么這樣一來是逐漸增大的，由于橫向進給量大，就有可能會增大，這與我們實際不相符，工件直徑應該是逐漸減小才是，為了克服這樣的矛盾，我們為此常常會增大鏟背車刀的刃磨后角，即=0;≥180。這樣刀具在螺旋平面內切削時，夾角的增量才有可能會更大，進而值才會減小。
　　而對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。
　　2.縱向進給運動對工件角度的影響
　　             
　
　　其中：Pse：工作切削平面Pre：工作基面：左側后角：左側前角：左側工作前角：左側工作后角：右側后角：右側前角：右側工作前角：右側工作后角P：螺紋導程（方牙螺紋為單頭，單位為mm）：方牙螺紋兩側的螺旋升角
　　刀具在車削方牙螺紋時，方牙螺紋兩側均為螺旋升角為的阿基米德螺旋線，刀具靜態狀態與工作狀態間的夾角也為，左、右兩側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生變化：
　　左側切削刃的工作前角和工作后角分別為：
　                                                      　
　　右側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
　         　—刀具靜態狀態與工作狀態間的夾角
　           　P—螺紋導程（方牙螺紋為單頭，單位為mm）
　　因為方牙螺紋的較大（幾度到十幾度），所以就有增大的可能性，又因為和為定值，所以這時會產生矛盾。為此，為抵消工作時刀具角度的變化，螺紋車刀兩側切削刃的靜態后角應事先刃磨得不一樣大小，但其右側切削刃的工作前角仍負得相當多。為改善切削條件，可在螺紋車刀右側切削刃上加磨靜態前角（圖3a），或將螺紋車刀傾斜角安裝（圖3b）。在后者情況下兩側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(靜態角度，即標注角度)了。
　　                                                
　　                                                                      圖3螺紋車刀靜態狀態的調整
　　而對于縱車外圓，由于進給量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。
　　參考文獻
　　[1]吳桓文主編.機械加工工藝基礎［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.機械工業出版社．2008.9