車工11-車刀切削部分應(yīng)滿足的要求及刀具刃磨

1、 課程（科目）：車工課 題車刀切削部分應(yīng)該滿足的要求及刀具刃磨授課人 課型理論所需課時(shí)2上課班級(jí) 實(shí)踐上課時(shí)間上課地點(diǎn)教室教學(xué)目標(biāo)車刀切削部分應(yīng)該滿足的要求及刀具刃磨教學(xué)重點(diǎn)車刀切削部分應(yīng)該滿足的要求教學(xué)難點(diǎn)車刀切削部分的刃磨突破重點(diǎn)解決難點(diǎn)的措施1多媒體演示2學(xué)生互助學(xué)習(xí)教法與學(xué)法教法：任務(wù)驅(qū)動(dòng)法學(xué)法：自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)教 具車刀教學(xué)內(nèi)容及過程師生活動(dòng)情況在車床上主要依靠工件的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)和刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來完成切削工作，因此車刀角度的選擇是否合理，車刀刃磨的角度是否正確，都會(huì)直接影響工件的加工質(zhì)量和切削效率。在切削過程中，由于車刀的前刀面和后刀面處于劇烈的磨擦和切削熱的高溫作用之中，會(huì)使車刀切

2、削刃口變鈍而失去切削能力，甚至受到熱量的影響還會(huì)造成卷刃的現(xiàn)象，使刀具的使用壽命縮短。只有通過刃磨才能恢復(fù)切削刃口的鋒利和正確車刀角度。因此，車工不僅要懂得切削原理和合理的選擇車刀角度的有關(guān)知識(shí)。還必須熟練的掌握車刀的刃磨技能。刃磨車刀是車工操作者必須掌握的技術(shù)。車刀的刃磨分機(jī)械刃磨和手工刃磨兩種，機(jī)械刃磨效率高、質(zhì)量好、操作方便，機(jī)械刃磨是在工具磨床上刃磨，但目前中小型工廠仍普遍采用手工刃磨的方法。因此，車工必須掌握手工刃磨車刀的技術(shù)。1.砂輪的選用目前常用的砂輪有氧化鋁和碳化硅兩類，刃磨時(shí)必須根據(jù)刀具材料來選定。（1）氧化鋁砂輪 氧化鋁砂輪多呈白色，其砂粒韌性好。比較鋒利但韌度稍低（指磨粒

3、從砂輪上脫落），適于刃磨高速鋼車刀和硬質(zhì)合金的刀柄部分，氧化鋁砂輪也稱剛玉砂輪。（2）碳化硅砂輪 碳化硅砂輪多呈綠色，其砂粒硬度高，切削性能好但較脆，適用于刃磨硬質(zhì)合金車刀。砂輪的粗細(xì)以粒度表示。GB2477-83規(guī)定了41個(gè)粒度號(hào)，粗磨時(shí)用粗粒度（基本尺寸大）精磨時(shí)用細(xì)粒度（基本粒尺寸?。?。2.砂輪的粒度和硬度1） 砂輪的粒度砂輪的粒度時(shí)指磨料的顆粒大小和粗細(xì)程度。一般來說，砂輪的構(gòu)成有三個(gè)部分，分別是磨粒，粘結(jié)劑和氣孔。2）砂輪的硬度砂輪的硬度不是咱們平時(shí)所理解的硬度，是兩個(gè)完全不相同的概念。咱們平時(shí)所理解的硬度是指某種材料的軟硬程度，而砂輪的硬度是指磨粒從砂輪表面上脫離的難易程度。3.刀

4、具材料應(yīng)該滿足的要求車刀切削部分在很高的切削溫度下工作，連續(xù)經(jīng)受強(qiáng)烈的磨擦并隨很大的切削力和沖擊力，所以車刀切削部分的材料必須具備下列基本性能：（1）足夠的硬度 車刀切削部分材料的硬度必須高于被加工材料的硬度，常溫下，刀具硬度應(yīng)該在HRC60以上。（2）良好的耐磨性 耐磨性是表示材料抵抗磨損的能力。刀具材料在切削過程 中承受劇烈的磨擦，因此必須有較好的耐磨性，這一性能一方面取決于它的硬度，另一方面取決于它的化學(xué)成份和顯微組織。耐磨性與材料的硬度、強(qiáng)度和組織結(jié)構(gòu)有關(guān)系。一般來說，材料的硬度越高，其耐磨性越好。但是材料的耐磨性不單取決于材料的硬度，也并不是說材料的硬度越高，耐磨性就越好。因?yàn)橛捕冗^

5、高，內(nèi)應(yīng)力增加，可能會(huì)加快表層的破壞，使耐磨性下降。而耐磨性是材料的強(qiáng)度，硬度及金相組織的綜合反映，如，基體組織的的硬度、硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、大小、數(shù)量及分布情況對(duì)耐磨性有著顯著地影響。例如，馬氏體基體中有均勻分布的細(xì)小的碳化物，特別時(shí)高硬度的合金碳化物，要比硬度相同的單一馬氏體具有更高的耐磨性。在高溫下，硬度相同的材料，由于高溫硬度、硬質(zhì)點(diǎn)的硬度細(xì)化程度及分布情況不相同，其刀具的切削性能也不相同。（3）足夠的強(qiáng)度和韌性 切削時(shí)車刀要能承受切削力與沖擊力。一般用抗彎強(qiáng)度bb 和沖擊韌度 ko 值來反映材料的強(qiáng)度和韌性的高低一般來說，強(qiáng)度越高，承受切削抗力的能力就越大，刃口崩損的傾向小。當(dāng)然，強(qiáng)度和硬

6、度過高，對(duì)受沖擊和振動(dòng)不利，必須要求刀具的韌性好。（4）耐熱性 刀具磨損的主要原因 是熱效應(yīng)，因此，耐熱性是衡量刀具材料切削性能的重要指標(biāo)，它是指在高溫下保持材料硬度的性能，可用高溫硬度表示，也可以用紅硬性（維持刀具材料切削性能的最高溫度）表示。耐熱越好，材料允許的切削速度越高。（5）工藝性 為了便于刀具的制造和維護(hù)使用，要求刀具材料還應(yīng)該盡可能具有良好的工藝性（如可磨削加工性，較好的熱處理工藝性，較好的焊接工藝性等）與經(jīng)濟(jì)性（如資源豐富，價(jià)格低廉）注：并不是說所有的刀具必須滿足以上五個(gè)性能，而是根據(jù)實(shí)際的加工要求來進(jìn)行選擇。刀具可以有這五個(gè)性能中的兩個(gè)，三個(gè)，也可以是一個(gè)。比如說，高速鋼車刀

7、，這種車刀耐熱性較差，不是說就不可以用，而是在實(shí)際的加工過程中避免產(chǎn)生熱量。切削速度是影響切削熱的主要因素，所以這種車刀只適合于低速車削。以上這些性能指標(biāo)，有的還是相互矛盾的，不可能要求一種刀具具有以上所有的性能的最佳值，應(yīng)該根據(jù)具體的加工條件合理的選擇刀具材料，滿足其主要性能的要求。4.刀具的刃磨過程 在刃磨刀具的過程中首先要保證自己的人身安全，所以在刃磨之前要仔細(xì)認(rèn)真的檢查砂輪機(jī)砂輪機(jī)是否安全，砂輪是否上緊，電路是否合格等，一般情況下，一般要對(duì)砂輪進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)。等檢查各個(gè)方面都合格以后才可以進(jìn)行下一步的工作。（1） 刀具的刃磨過程現(xiàn)在我們以90°車刀為例，講解一下車刀的手工刃磨

8、過程；1）首先磨去車刀前刀面，主后刀面，副后刀面上的焊渣，將車刀刀桿的底平面磨平，這樣有利于下一步的刃磨工作，一般情況下，剛購(gòu)買的車刀，車刀的底平面是平的，在以前，由于制造條件比較差，在制造時(shí)的精度達(dá)不到要求。2）粗磨主后刀面與附后刀面的刀體部分以形成后間隙角。如圖所示。圖1 粗磨刀柄上的主后刀面、副后刀面（形成后間隙角）a) 刃磨主后刀面上的后間隙角 b)刃磨副后刀面上的后間隙角主后刀面和副后刀面可以看成時(shí)兩部分組成的，一部分是刀桿部分，另一部分是硬質(zhì)合金部分。在粗磨主后刀面和副后刀面時(shí)，手握刀柄向下傾斜2°左右以形成后間隙角，刀桿部分要高于砂輪的中心線23，這樣做的目的是：刀具傾

9、斜以后在與砂輪接觸時(shí)，接觸面大多都在刀桿部分上，所以在刃磨時(shí)是先接觸到刀桿部分，然后將刀桿上多余的余量去掉，以方便下一步的刃磨。3）粗磨刀體上的主后刀面 右手在前，左手在后，讓刀具的主后刀面輕輕接觸砂輪的旋轉(zhuǎn)中心處刀柄要與砂輪的軸線保持平行的狀態(tài)，同時(shí)刀體的底面想砂輪方向傾斜一個(gè)比諸侯叫大2°的角度。（如下圖a圖所示）車刀作緩慢的移動(dòng)，在刃磨的過程中，要控制個(gè)車刀的兩個(gè)角度。一個(gè)是車刀的主偏角，一個(gè)是車刀的副后角。車刀刃磨時(shí)，刀具的下面靠近或遠(yuǎn)離砂輪是控制刀具主后角的大小，道具主切削刃的后半部分靠近或者遠(yuǎn)離砂輪是控制刀具主偏角的大小。4）粗磨刀體上的副后角 在粗磨諸侯刀面時(shí)的操作步驟

10、大體上和粗磨主后刀面的步驟一致，同樣也是來控制車刀的兩個(gè)角度。一個(gè)是車刀的副后角，另一個(gè)是車刀的副偏角。如下圖b)圖所示圖2 粗磨主后角、副后角a) 粗磨主后角 b)粗磨副后角5）粗磨前刀面 在砂輪的側(cè)面磨出車刀的前刀面，并且要磨出前角，在刃磨時(shí)，車刀做上下移動(dòng)，并保證要在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。如下圖所示：圖3 粗磨車刀的前刀面6）磨斷屑槽 解決好斷屑是車削塑性金屬的一個(gè)重要的問題。若切屑連綿不斷，那么在車削過程中切屑就會(huì)纏繞在工件、刀具、刀架、甚至是纏繞在卡盤上，這樣對(duì)操作者就會(huì)存在著安全隱患。同時(shí)也會(huì)影響到正常的切削工作，劃傷工件的已加工表面，對(duì)工件的表面質(zhì)量產(chǎn)生影響。那么在刀具上磨出斷屑槽就能

11、夠解決這個(gè)問題。在刀體上磨斷屑槽的目的就是當(dāng)切屑流經(jīng)斷屑槽的時(shí)候使切屑產(chǎn)生變形而折斷。常見的斷屑槽的有圓弧型和直線型兩種形式（如下圖所示）圖4 斷屑槽的兩種形式a) 圓弧型 b) 直線型圓弧型的斷屑槽一般所表現(xiàn)出來的前角比較大，適用于切削硬度較軟的工件材料；直線型的斷屑槽所表現(xiàn)出來的前角比較小，適用于切削硬度較高的工件材料。一般我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中，刃磨斷屑槽的方法是采用手工刃磨的方法。刃磨過程： 刃磨時(shí)，必須先將砂輪的棱邊用金剛石筆修整鋒利，刃磨時(shí)可按照下圖所示進(jìn)行刃磨。圖5 刃磨斷屑槽的方法a)向下磨 b)向上磨在刃磨時(shí)應(yīng)該注意一下幾個(gè)問題；（1）砂輪的棱邊處應(yīng)該保持鋒利，當(dāng)刃磨一段時(shí)間以后要

12、及時(shí)的修整，因?yàn)槿绻拜喌睦膺呑冣g，圓弧變大，就會(huì)直接影響到刃磨斷屑槽的質(zhì)量，斷屑槽的寬度將難以控制。（2）在剛開始刃磨時(shí)，車刀前刀面的接觸點(diǎn)應(yīng)該與砂輪的主切削刃和刀尖部分離開一定的距離，離開的距離大約等于斷屑槽寬度的一半，同樣也要在斷屑槽長(zhǎng)度的一半上，如圖6所示。圖6 刃磨斷屑槽時(shí)刀具與砂輪的接觸點(diǎn)（3）刃磨時(shí)不能用力太大，防止因?yàn)殡p手不穩(wěn)定傷害到操作者，刃磨過程中心要靜，不可急躁。車刀要沿刀柄方向上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)，如果左右移動(dòng)會(huì)使車刀斷屑槽的寬度在長(zhǎng)度上不一致。刃磨完成以后要使斷屑槽與車刀主切削刃之間留有一定的間隙，方便下一步的刃磨。還要特別注意不要把刀尖部分磨塌陷，這樣不僅會(huì)影響到

13、車刀的幾何角度，還會(huì)造成浪費(fèi)材料，縮短刀具的使用壽命。（4）刃磨過程中要經(jīng)常查看刃磨情況，以便于刃磨合格。如果斷屑槽較大，可以分成粗磨和精磨兩個(gè)階段來進(jìn)行。7）精磨主后刀面和副后刀面刃磨之前修整砂輪，使砂輪能夠運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。如下圖所示圖7 精磨主后刀面和副后刀面刃磨時(shí)將車刀的底面靠在調(diào)整好角度的托架上，沒有托架的砂輪機(jī)應(yīng)該用手找到一個(gè)支撐點(diǎn)進(jìn)行支撐，然后使切削刃輕輕地靠近砂輪的側(cè)面上，并沿著砂輪的端面緩慢的左右移動(dòng)，不可上下移動(dòng)。如果上下移動(dòng)會(huì)影響到車刀的主后角的大小，還會(huì)使刀具和托架脫離，使刃磨過程不穩(wěn)定。刃磨額安城以后一定要使車刀的切削刃平直。8）磨負(fù)倒棱刀具的主切削刃擔(dān)負(fù)著主要的切削工作，為

14、了提高主切削刃的強(qiáng)度，改善其受力和散熱條件，通常要在車刀的主切削刃上磨出負(fù)倒棱，如下圖所示。圖8 刀具的負(fù)倒棱負(fù)倒棱的傾斜度一般p一般為-5°-10°，其寬度b為走刀量的0.50.8倍，即b=（0.50.8）f對(duì)于采用較大前角的硬質(zhì)合金車刀以及車削強(qiáng)度，硬度較低的工件材料，則不宜采用較大的負(fù)倒棱。因?yàn)樨?fù)倒棱時(shí)增大車刀強(qiáng)度所采取的一項(xiàng)措施，而加工強(qiáng)度和硬度較低的工件材料時(shí)所產(chǎn)生的切削力較小，所以不宜采用較大的負(fù)倒棱或者是不采用負(fù)倒棱。刃磨負(fù)倒棱的方法如下圖所示a) b）圖9 磨負(fù)倒棱a) 直磨法 b)橫磨法刃磨時(shí)，用力搖輕微，要使主切削刃的后端向刀尖方向擺動(dòng)。刃磨時(shí)有兩種方法

15、，一種是直磨法，另一種是橫磨法，為了保證切屑人的質(zhì)量，最好采用橫磨法，這種方法也是操作工人比較常用的方法。9）刃磨過渡刃過渡刃有圓弧型和直線型兩種。如下圖所示。圖10過渡刃的形式a) 直線型過渡刃 b) 圓弧型過渡刃其刃磨方法與精磨后刀面的方法基本相同。刃磨車削較硬材料車刀時(shí)，也可以再過渡刃是哪個(gè)磨出負(fù)倒棱。10）車刀的手工研磨在砂輪上刃磨的刀具，有可能因?yàn)樯拜喌恼饎?dòng)，砂輪表面不平整等各方面的原因，其切削刃油石不夠平滑光潔。如果在高倍顯微鏡下觀察，那么就可以看到切削刃的刃口上呈凹凸不平的狀態(tài)。如果在切削過程中使用這樣的車刀，不僅會(huì)直接影響到工件的表面粗糙度值，而且也會(huì)降低刀具的使用壽命。若是硬質(zhì)合金車刀，在切削過程中有可能還會(huì)造成崩刃的現(xiàn)象。所以在砂輪上刃磨完成的刀具還應(yīng)