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車刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面,刀尖角組成。車刀的切削部分和柄部(即裝夾部分)的結(jié)合方式主要有整體式、焊接式、機(jī)械夾固式和焊接-機(jī)械夾固式。機(jī)械夾固式車刀可以避免硬質(zhì)合金刀片在高溫焊接時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋,并且刀柄可多次使用。機(jī)械夾固式車刀一般是用螺釘和壓板將刀片夾緊,裝可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)械夾固式車刀。刀刃用鈍后可以轉(zhuǎn)位繼續(xù)使用,而且停車換刀時(shí)間短,因此取得了迅速發(fā)展。

車刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、后刀面和副后刀面等組成。它的幾何形狀由前角γo、后角αo、主偏角κr、刃傾角γS、副偏角κr'和刀尖圓弧半徑rε所決定。車刀幾何參數(shù)的選擇受多種因素影響,必須根據(jù)具體情況選取。前角γo根據(jù)工件材料的成分和強(qiáng)度來(lái)選取,切削強(qiáng)度較高的材料時(shí),應(yīng)取較小的值。例如,硬質(zhì)合金車刀在切削普通碳素鋼時(shí)前角取10°~15°;在切削鉻錳鋼或淬火鋼時(shí)取 -2°~-10°。一般情況下后角取 6°~10°。主偏角κr根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性條件而定,一般取30°~75°,剛性差時(shí)取較大的值,在車階梯軸時(shí),由于切削方式的需要取大于或等于90°。刀尖圓弧半徑rε和副偏角κr'一般按加工表面粗糙度的要求而選取。刃傾角γS則根據(jù)所要求的排屑方向和刀刃強(qiáng)度確定。 車刀前面的型式(圖2)主要根據(jù)工件材料和刀具材料的性質(zhì)而定。最簡(jiǎn)單的是平面型,正前角的平面型適用于高速鋼車刀和精加工用的硬質(zhì)合金車刀。

車刀按用途可分為外圓、臺(tái)肩、端面、切槽、切斷、螺紋和成形車刀等。還有專供自動(dòng)線和數(shù)字控制機(jī)床用的車刀。

車刀(turning tool或a lathe tool),安裝在車床上的用來(lái)削切金屬材料的工具。車刀又分,高速鋼車刀、陶瓷刀具、硬質(zhì)合金車刀、立方氮化硼車刀等。

1、前間隙角

自刀鼻往下向刀內(nèi)傾斜的角度為前間隙角,因有前間隙角,工作面和刀尖下形成一空間,使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小,刀具將在表面上摩擦,而產(chǎn)生粗糙面,角度太大,刀具容易發(fā)生震顫,使刀鼻碎裂無(wú)法光制。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時(shí),需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間,碳化物車刀則在6~8度之間。

2、邊間隙角

刀側(cè)面自切削邊向刀內(nèi)傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使工作物面和刀側(cè)面形成一空間使切削作用集中于切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。

3、后斜角

從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為后斜角。此角度主要是在引導(dǎo)排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬,高速鋼車刀一般為8~16度,而碳化物車刀為負(fù)傾角或零度。

4、邊斜角

從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜,此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度,使排屑容易并獲得有效之車削。切削一般金屬,高速鋼車刀此角度大約為10~14度,而碳化物車刀可為正傾角也可為負(fù)傾角。

5、刀端角

刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。

6、切邊角

刀刃前端與刀柄垂直之角度,其作用為改變切層的厚度。同時(shí)切邊角亦可改變車刀受力方向,減少進(jìn)刀阻力,增加刀具壽命,因此一般粗車時(shí),宜采用切邊角較大之車刀,以減少進(jìn)刀阻力,增加切削速度。

7、刀鼻半徑

刀刃最高點(diǎn)之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強(qiáng)度大,用于大的切削深度,但容易產(chǎn)生高頻振動(dòng)。

二、硬質(zhì)合金焊接車刀 所謂焊接式車刀。

三、機(jī)夾車刀 機(jī)夾車刀是采用普通刀片,用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。

切斷車刀

切斷車刀切既窄且深的槽,排屑空間小,切屑極易堵塞,為了減小同已加工表面的摩擦,其切削部分的兩側(cè)必須磨有副偏角,因而根部的強(qiáng)度大大削弱。此外,切斷車刀在切近工件中心處時(shí),切削速度趨近于零,不利于切削。因此,切斷車刀在工作時(shí)極易"打刀"(崩裂)。先進(jìn)的切斷車刀一般將主切削刃做成人字形,前面磨成屋脊形,使切屑產(chǎn)生橫向收縮,朝一個(gè)方向穩(wěn)定地排出,不致堵塞在槽中,同時(shí)再將刀頭底部制成凸肚形,以最大限度地提高強(qiáng)度和剛度

成形車刀

成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用刀具,其刃形是根據(jù)工件廓形設(shè)計(jì)的,可用在各類車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形表面。 用成形車刀加工零件時(shí)可一次形成零件表面,操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高,加工后能達(dá)到公差等級(jí)IT8~IT10、粗糙度為10~5μm,并能保證較高的互換性。但成形車刀制造較復(fù)雜、成本較高,刀刃工作長(zhǎng)度較寬,故易引起振動(dòng)。 成形車刀主要用在加工批量較大的中、小尺寸帶成形表面的零件。

高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼,經(jīng)過(guò)淬火硬化后使用,因切削中的摩擦四很容易回火軟化,被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅適合于軟金屬材料之切削,常用者有SK1,SK2、、、、SK7等。

2、高速鋼

高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀,含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產(chǎn)生的摩擦熱可高達(dá)至600℃,適合轉(zhuǎn)速1000rpm以下及螺紋之車削,一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。

3、非鑄鐵合金刀具

此為鈷、鉻及鎢的合金,因切削加工很難,以鑄造成形制造,故又叫超硬鑄合金,最具代表者為stellite,其刀具韌性及耐磨性極佳,在820°溫度下其硬度仍不受影響,抗熱程度遠(yuǎn)超出高速鋼,適合高速及較深之切削工作。

4、燒結(jié)碳化刀具

碳化刀具為粉末冶金的產(chǎn)品,碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢,并加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結(jié)合劑,再經(jīng)加熱燒結(jié)完成。碳化刀具的硬度較任何其它材料均高,有最硬高碳鋼的三倍,適用于切削較硬金屬或石材,因其材質(zhì)脆硬,故只能制成片狀,再焊于較具韌性之刀柄上,如此刀刃鈍化或崩裂時(shí),可以更換另一刀口或換新刀片,這種夠車刀稱為舍棄式車刀。

碳化刀具依國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)其切削性質(zhì)的不同,分成P、M、K三類,并分別以藍(lán)、黃、紅三種顏色來(lái)標(biāo)識(shí):

P類適于切削鋼材,有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類,P01為高速精車刀,號(hào)碼小,耐磨性較高,P50為低速粗車刀,號(hào)碼大,韌性高,刀柄涂藍(lán)色以識(shí)別之。

K類適于切削石材、鑄鐵等脆硬材料,有K01、K10、K20、K30、K40五類,K01為高速精車刀,K40為低速粗車刀,此類刀柄涂以紅色以識(shí)別。

M類介于P類與K類之間,適于切削韌性較大的材料,此類刀柄涂以黃色來(lái)識(shí)別之。

5、陶瓷車刀

陶瓷車刀是由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經(jīng)由高溫?zé)Y(jié)而成,其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高,但是因?yàn)橘|(zhì)脆,故不適用于非連續(xù)或重車削,只適合高速精削。

6、鉆石刀具

作高級(jí)表面加工時(shí),可使用圓形或表面有刃緣的工業(yè)用鉆石來(lái)進(jìn)行光制�？傻玫礁鼮楣饣谋砻�,主要用來(lái)做銅合金或輕合金的精密車削,在車削時(shí)必須使用高速度,最低需在60~100m/min,通常在200~300m/min。

7、氮化硼

立方晶氮化硼(CBN)是推廣的材料,硬度與耐磨性僅次于鉆石,此刀具適用于加工堅(jiān)硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。

1、粗車刀:主要是用來(lái)切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時(shí)表面光度不重要,因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰,但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。

2、精車刀:此刀刃可用油石礪光,以便車出非常圓滑的表面光度,一般來(lái)說(shuō)精車刀之圓鼻比粗車刀大。

3、圓鼻車刀:可適用許多不同型式的工作是屬于常用車刀,磨平頂面時(shí)可左右車削也可用來(lái)車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面,也可當(dāng)精車刀來(lái)使用。

4、切斷車刀:只用端部切削工作物,此車刀可用來(lái)切斷材料及車度溝槽。

5、螺絲車刀牙刀、:用于車削螺桿或螺帽,依螺紋的形式分60度,或55度V型牙刀,29度梯形牙刀、方形牙刀。

6、鏜孔車刀:用以車削鉆過(guò)或鑄出的孔。達(dá)至光制尺寸或真直孔面為目的。

7、側(cè)面車刀或側(cè)車刀:用來(lái)車削工作物端面,右側(cè)車刀通常用在精車軸的未端,左側(cè)車則用來(lái)精車肩部的左側(cè)面。

二、刀刃外形的區(qū)分

1、右手車刀:由右向左,車削工件外徑。

2、左手車刀:由左向右,車削工件外徑。

3、圓鼻車刀:刀刃為圓弧形,可以左右方向車削,適合圓角或曲面之車削。

4、右側(cè)車刀:車削右側(cè)端面。

5、左側(cè)車刀:車削左側(cè)端面。

6、切斷刀:用于切斷或切槽。

7、內(nèi)孔車刀:用于車削內(nèi)孔。

8、外螺紋車刀:用于車削外螺紋。

9、內(nèi)螺紋車刀:用于車削內(nèi)螺紋。

工欲善其事,必先利其器,為了在車床上做良好的切削,正確地準(zhǔn)備和使用刀具是很重要的工作。不同的工作需要不同形狀的車刀,切削不同的材料要求刀口具不同的刀角,車刀和工作物的位置和速度應(yīng)有一定相對(duì)的關(guān)系,車刀本身也應(yīng)具有足夠的硬度、強(qiáng)度而且耐磨、耐熱。因此,如何選擇車刀材料,刀具角度之研磨都是重要的考慮因素。

一、硬質(zhì)合金焊接車刀所謂焊接式車刀,就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽,用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi),并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后使用的車刀。

二、機(jī)夾車刀是采用普通刀片,用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。此類刀具有如下特點(diǎn):(1)由于刀具耐用度提高,使用時(shí)間較長(zhǎng),換刀時(shí)間縮短,提高了生產(chǎn)效率。(2)壓緊刀片所用的壓板端部,可以起斷屑器作用。

機(jī)械夾固式車刀特點(diǎn)

(1)刀片不經(jīng)過(guò)高溫焊接,避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、產(chǎn)生裂紋等缺陷,提高了刀具的耐用度。

(3)刀片重磨后,尺寸會(huì)逐漸變小,為了恢復(fù)刀片的工作位置,往往在車刀結(jié)構(gòu)上設(shè)有刀片的調(diào)整機(jī)構(gòu),以增加刀片的重磨次數(shù)。

(4)壓緊刀片所用的壓板端部,可以起斷屑器作用。 四、可轉(zhuǎn)位車刀 可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃,即可繼續(xù)工作,直到刀片上所有切削刃均已用鈍,刀片才報(bào)廢回收。更換新刀片后,車刀又可繼續(xù)工作。

三、可轉(zhuǎn)位車刀可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀。

1.可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)點(diǎn)與焊接車刀相比,可轉(zhuǎn)位車刀具有下述優(yōu)點(diǎn):

(1)刀具壽命高由于刀片避免了由焊接和刃磨高溫引起的缺陷。(2)生產(chǎn)效率高由于機(jī)床操作工人不再磨刀,可大大減少停機(jī)換刀等輔助時(shí)間。(3)有利于推廣新技術(shù)、新工藝可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣使用涂層、陶瓷等新型刀具材料。(4)有利于降低刀具成本由于刀桿使用壽命長(zhǎng),大大減少了刀桿的消耗和庫(kù)存量,簡(jiǎn)化了刀具的管理工作,降低了刀具成本。

2.可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊特點(diǎn)與要求:

(1)定位精度高刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片后,刀尖位置的變化應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)。(2)刀片夾緊可靠應(yīng)保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合,經(jīng)得起沖擊和振動(dòng),但夾緊力也不宜過(guò)大,應(yīng)力分布應(yīng)均勻,以免壓碎刀片。(3)排屑流暢刀片前面上最好無(wú)障礙,保證切屑排出流暢,并容易觀察。(4)使用方便轉(zhuǎn)換刀刃和更換新刀片方便、迅速。對(duì)小尺寸刀具結(jié)構(gòu)要緊湊。在滿足以上要求時(shí),盡可能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造和使用方便。

四、車刀刀片特點(diǎn)與要求

(1)定位精度高 刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片后,刀尖位置的變化應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)。

(2)刀片夾緊可靠 應(yīng)保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合,經(jīng)得起沖擊和振動(dòng),但夾緊力也不宜過(guò)大,應(yīng)力分布應(yīng)均勻,以免壓碎刀片。

(3)排屑流暢 刀片前面上最好無(wú)障礙,保證切屑排出流暢,并容易觀察。

(4) 使用方便 轉(zhuǎn)換刀刃和更換新刀片方便、迅速。對(duì)小尺寸刀具結(jié)構(gòu)要緊湊。 在滿足以上要求時(shí),盡可能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造和使用方便。

砂輪的特性由磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑和組織5個(gè)因素決定。

1、磨料,常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3種。船上和工廠常用的是氧化鋁砂輪和碳化硅砂輪。氧化鋁砂輪磨粒硬度低HV2000-HV2400、、韌性大,適用刃磨高速鋼車刀,其中白色的叫做白剛玉,灰褐色的叫做棕剛玉。

碳化硅砂輪的磨粒硬度比氧化鋁砂輪的磨粒高Hv2800以上、。性脆而鋒利,并且具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,適用刃磨硬質(zhì)合金。其中常用的是黑色和綠色的碳化硅砂輪。而綠色的碳化硅砂輪更適合刃磨硬質(zhì)合金車刀。

2、粒度:粒度表示磨粒大小的程度。以磨粒能通過(guò)每英寸長(zhǎng)度上多少個(gè)孔眼的數(shù)字作為表示符號(hào)。例如60粒度是指磨粒剛可通過(guò)每英寸長(zhǎng)度上有60個(gè)孔眼的篩網(wǎng)。因此,數(shù)字越大則表示磨粒越細(xì)。粗磨車刀應(yīng)選磨粒號(hào)數(shù)小的砂輪,精磨車刀應(yīng)選號(hào)數(shù)大即磨粒細(xì)、的砂輪。船上常用的粒度為46號(hào)-臺(tái)0號(hào)的中軟或中硬的砂輪。

3、硬度:砂輪的硬度是反映磨粒在磨削力作用下,從砂輪表面上脫落的難易程度。砂輪硬,即表面磨粒難以脫落;砂輪軟,表示磨粒容易脫落。砂輪的軟硬和磨粒的軟硬是兩個(gè)不同的概念,必須區(qū)分清楚。刃磨高速鋼車刀和硬質(zhì)合金車刀時(shí)應(yīng)選軟或中軟的砂輪。

另外,在選擇砂輪時(shí)還應(yīng)考慮砂輪的結(jié)合劑和組織。船上和工廠一般選用陶瓷結(jié)合劑代號(hào)A、和中等組織的砂輪。綜上所述,我們應(yīng)根據(jù)刀具材料正確選用砂輪。刃磨高速鋼車刀時(shí),應(yīng)選用粒度為46號(hào)到60號(hào)的軟或中軟的氧化鋁砂輪。刃磨硬質(zhì)合金車刀時(shí),應(yīng)選用粒度為60號(hào)到80號(hào)的軟或中軟的碳化硅砂輪,兩者不能搞錯(cuò)。

二、車刀刃磨的步驟

磨主后刀面,同時(shí)磨出主偏角及主后角;

磨副后刀面,同時(shí)磨出副偏角及副后角;

磨前面,同時(shí)磨出前角;

修磨各刀面及刀尖。

三、刃磨的方法

1、人站立在砂輪機(jī)的側(cè)面,以防砂輪碎裂時(shí),碎片飛出傷人;

2、兩手握刀的距離放開,兩肘夾緊腰部,以減小磨刀時(shí)的抖動(dòng);

3、磨刀時(shí),車刀要放在砂輪的水平中心,刀尖略向上翹約3°~8°,車刀接觸砂輪后應(yīng)作左右方向水平移動(dòng)。當(dāng)車刀離開砂輪時(shí),車刀需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂輪碰傷;

4、磨后刀面時(shí),刀桿尾部向左偏過(guò)一個(gè)主偏角的角度;磨副后刀面時(shí),刀桿尾部向右偏過(guò)一個(gè)副偏角的角度;

5、修磨刀尖圓弧時(shí),通常以左手握車刀前端為支點(diǎn),用右手轉(zhuǎn)動(dòng)車刀的尾部。

四、磨刀安全知識(shí)

1、刃磨刀具前,應(yīng)首先檢查砂輪有無(wú)裂紋,砂輪軸螺母是否擰緊,并經(jīng)試轉(zhuǎn)后使用,以免砂輪碎裂或飛出傷人。

2、刃磨刀具不能用力過(guò)大,否則會(huì)使手打滑而觸及砂輪面,造成工傷事故。

3、磨刀時(shí)應(yīng)戴防護(hù)眼鏡,以免砂礫和鐵屑飛入眼中。

4、磨刀時(shí)不要正對(duì)砂輪的旋轉(zhuǎn)方向站立,以防意外。

5、磨小刀頭時(shí),必須把小刀頭裝入刀桿上。

6、砂輪支架與砂輪的間隙不得大于3mm,入發(fā)現(xiàn)過(guò)大,應(yīng)調(diào)整適當(dāng)。