高强度钢切削加工中的切削力较大,其中主切削力、进给抗力是选择切削机床的重要依据。由于刀具角度对切削力影响很大,为此,建立了研究高强度钢切削力的仿真模型,通过正交仿真研究方法分析了刀具角度对切削力的影响,运用极差分析与方差分析对刀具主要几何角度对主切削力、进给抗力影响的主次进行了研究。结果表明,刃口半径对主切削力影响最大,前角对进给抗力影响最大,且主切削力、进给抗力均随刃口半径增加而增大,随前角增大而减小。

进行了端面铣削加工对镁合金AZ21B表面特征的性能实验。在干式加工环境下,以刀具前角、线速度、最大切削厚度、切削深度为影响因子,以表面粗糙度作为分析表面完整性的指标,采用硬质合金刀具进行实验,实验结果表明镁合金铣削加工中,随着切削深度、线速度、最大切削厚度的增加,工件的表面粗糙度也随之增加,其中切削深度小于6 mm、线速度小于1800 mm/s、最大切削厚度小于0.07 mm时,表面粗糙度值均为Ra1.0μm以下,可实现镁合金的高精度加工;同时刀具前角对镁合金加工至关重要,表面粗糙度随着刀具前角的增加呈现先增加、后降低的规律;当刀具前角在8°~16°区间内,表面粗糙度逐渐增加;当刀具前角为20°时,工件的表面质量相对较高,表面粗糙度为Ra0.5μm左右;结合整体试验的加工情况,特殊情况下刀具前角可以优先选择负角度加工。

在金属切削中，当车刀的刃倾角不为零，车刀主切削刃上各点的切削平面和基面均不相同，因而其工作前角与静态前角是不同的，通过建立实际前角的方程来揭示刃倾角和工作前角的关系，并给出计算实例。