车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的
刀具。车刀是
切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、
切削液的通道等结构要素。
简介
车刀的切削部分由
主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面,刀尖角组成。车刀的
切削部分和柄部(即装夹部分)的结合方式主要有整体式、焊接式、机械夹固式和焊接-机械夹固式。机械夹固式车刀可以避免
硬质合金刀片在高温焊接时产生应力和裂纹,并且刀柄可多次使用。机械夹固式车刀一般是用螺钉和压板将刀片夹紧,装可转位刀片的机械夹固式车刀。刀刃用钝后可以转位继续使用,而且停车换刀时间短,因此取得了迅速发展。
构成
车刀的
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组成。它的几何形状由前角γo、后角αo、
主偏角κr、
刃倾角γS、副偏角κr’和刀尖圆弧半径rε所决定。车刀几何参数的选择受多种因素影响,必须根据具体情况选取。前角γo根据工件材料的成分和强度来选取,切削强度较高的材料时,应取较小的值。例如,
硬质合金车刀在切削
普通碳素钢时前角取10°~15°;在切削铬锰钢或
淬火钢时取 -2°~-10°。一般情况下后角取 6°~10°。
主偏角κr根据工艺系统的刚性条件而定,一般取30°~75°,刚性差时取较大的值,在车阶梯轴时,由于切削方式的需要取大于或等于90°。
材质
刀尖圆弧半径rε和副偏角κr'一般按加工
表面粗糙度的要求而选取。
刃倾角γS则根据所要求的排屑方向和刀刃强度确定。 车刀前面的型式(图2)主要根据工件材料和
刀具材料的性质而定。最简单的是平面型,正前角的平面型适用于
高速钢车刀和精加工用的硬质合金车刀。
名称
车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前面、后面和副后面等组成。车刀前面的型式主要根据工件材料和刀具材料的性质而定。负前角的平面型适用于加工高强度钢和粗切铸钢件的硬质合金车刀。带倒棱的平面型是在正前角平面上磨有负倒棱以提高切削刃强度,适用于加工铸铁和一般钢件的硬质合金车刀。对于要求断屑的车刀,可用带负倒棱的圆弧面型,或在平面型的前面上磨出断屑台。车刀按用途可分为外圆、台肩、端面、切槽、切断、螺纹和
成形车刀等。还有专供自动线和
数字控制机床用的车刀。车刀(turning tool或a lathe tool),安装在车床上的用来削切金属材料的工具。车刀又分,高速钢车刀、
陶瓷刀具、硬质合金车刀、立方氮化硼车刀等。
功能
车刀是应用最广的一种 。也是学习、分析各类刀具的基础。 车刀用于各种车床上,加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。
分类
一、按结构可分为整体车刀、
焊接车刀、机夹车刀、
可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛,在车刀中所占比例逐渐增加。二、硬质合金焊接车刀 所谓
焊接式车刀。三、机夹车刀 机夹车刀是采用普通刀片,用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。
切断车刀
屋脊形,使切屑产生横向收缩,朝一个方向稳定地排出,不致堵塞在槽中,同时再将刀头底部制成凸肚形,以提高强度和刚度
成形车刀
成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具,其刃形是根据工件廓形设计的,可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。 用成形车刀加工零件时可一次形成零件表面,操作简便、生产率高,加工后能达到公差等级IT8~IT10、粗糙度为10~5μm,并能保证较高的互换性。但成形车刀制造较复杂、成本较高,刀刃工作长度较宽,故易引起振动。 成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。
使用技巧
车刀种类和用途车刀是应用最广的一种单刃刀具。也是学习、分析各类刀具的基础。车刀用于各种车床上,加工外圆、内孔、端面、
螺纹、车槽等。车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛,在车刀中所占比例逐渐增加。
一、硬质合金焊接车刀所谓焊接式车刀,就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽,用焊料将
硬质合金刀片焊接在刀槽内,并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。二、机夹车刀是采用普通刀片,用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。此类刀具有如下特点:(1)由于
刀具耐用度提高,使用时间较长,换刀时间缩短,提高了生产效率。(2)压紧刀片所用的压板端部,可以起断屑器作用。机械夹固式车刀特点(1)刀片不经过高温焊接,避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷,提高了刀具的耐用度。(3)刀片重磨后,尺寸会逐渐变小,为了恢复刀片的工作位置,往往在车刀结构上设有刀片的调整机构,以增加刀片的重磨次数。(4)压紧刀片所用的压板端部,可以起断屑器作用。 四、可转位车刀 可转位车刀是使用
可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃,即可继续工作,直到刀片上所有切削刃均已用钝,刀片才报废回收。更换新刀片后,车刀又可继续工作。
三、可转位车刀可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。
1.
可转位刀具的优点与焊接车刀相比,可转位车刀具有下述优点:(1)
刀具寿命高由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷。(2)生产效率高由于机床操作工人不再磨刀,可大大减少停机换刀等辅助时间。(3)有利于推广新技术、新工艺可转位刀有利于推广使用
涂层、陶瓷等新型刀具材料。(4)有利于降低刀具成本由于刀杆使用寿命长,大大减少了刀杆的消耗和库存量,简化了刀具的管理工作,降低了刀具成本。
2.可转位车刀刀片的夹紧特点与要求:(1)定位精度高刀片转位或更换新刀片后,刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。(2)刀片夹紧可靠应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合,经得起冲击和振动,但夹紧力也不宜过大,应力分布应均匀,以免压碎刀片。(3)排屑流畅刀片前面上无
障碍,保证切屑排出流畅,并容易观察。(4)使用方便转换刀刃和更换新
刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。在满足以上要求时,尽可能使结构简单,制造和使用方便。
四、车刀刀片特点与要求
(1)定位精度高 刀片转位或更换新刀片后,刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。(2)刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合,经得起冲击和振动,但夹紧力也不宜过大,应力分布应均匀,以免压碎刀片。(3)排屑流畅 刀片前面上无障碍,保证切屑排出流畅,并容易观察。(4) 使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。 在满足以上要求时,尽可能使结构简单,制造和使用方便。
车刀刃磨
1.砂轮的选择
砂轮的特性由
磨料、粒度、硬度、
结合剂和组织5个因素决定。
1)磨料,常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3种。船上和工厂常用的是氧化铝砂轮和碳化硅砂轮。氧化铝砂轮磨粒硬度低(HV2000-HV2400)、韧性大,适用刃磨高速钢车刀,其中白色的叫做白刚玉,灰褐色的叫做棕刚玉。
碳化硅砂轮的磨粒硬度比氧化铝砂轮的磨粒高(Hv2800以上)。性脆而锋利,并且具有良好的
导热性和
导电性,适用刃磨硬质合金。其中常用的是黑色和绿色的碳化硅砂轮。而绿色的碳化硅砂轮更适合刃磨硬质合金车刀。2)粒度:粒度表示磨粒大小的程度。以磨粒能通过每英寸长度上多少个孔眼的数字作为表示符号。例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。因此,数字越大则表示磨粒越细。粗磨车刀应选磨粒号数小的砂轮,精磨车刀应选号数大(即磨粒细)的砂轮。船上常用的粒度为46号—台0号的中软或中硬的砂轮。3)硬度:砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下,从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬,即表面磨粒难以脱落;砂轮软,表示磨粒容易脱落。砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念,必须区分清楚。刃磨高速钢车刀和硬质合金车刀时应选软或中软的砂轮。另外,在选择砂轮时还应考虑砂轮的结合剂和组织。船上和工厂一般选用
陶瓷结合剂(代号A)和中等组织的砂轮。综上所述,我们应根据刀具材料正确选用砂轮。刃磨高速钢车刀时,应选用粒度为46号到60号的软或中软的
氧化铝砂轮。刃磨硬质合金车刀时,应选用粒度为60号到80号的软或中软的碳化硅砂轮,两者不能搞错。
2.车刀刃磨的步骤
磨主后刀面,同时磨出主偏角及主后角;磨副后刀面,同时磨出副偏角及副后角;磨前面,同时磨出前角;修磨各刀面及刀尖。
3.刃磨的方法
(1)人站立在砂轮机的侧面,以防砂轮碎裂时,碎片飞出伤人;(2)两手握刀的距离放开,两肘夹紧腰部,以减小磨刀时的抖动;(3)磨刀时,车刀要放在砂轮的水平中心,刀尖略向上翘约3°~8°,车刀接触砂轮后应作左右方向水平移动。当车刀离开砂轮时,车刀需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂轮碰伤;(4)磨后刀面时,刀杆尾部向左偏过一个主偏角的角度;磨副后刀面时,刀杆尾部向右偏过一个副偏角的角度;(5)修磨刀尖圆弧时,通常以左手握车刀前端为支点,用右手转动车刀的尾部。
4.磨刀安全知识
1)刃磨刀具前,应首先检查砂轮有无裂纹,砂轮轴螺母是否拧紧,并经试转后使用,以免砂轮碎裂或飞出伤人。2)刃磨刀具不能用力过大,否则会使手打滑而触及砂轮面,造成工伤事故。3)磨刀时应戴
防护眼镜,以免
砂砾和
铁屑飞入眼中。4)磨刀时不要正对砂轮的旋转方向站立,以防意外。5)磨小刀头时,必须把小刀头装入刀杆上。6)砂轮支架与砂轮的间隙不得大于3mm,入发现过大,应调整适当。