任務(wù)四 認(rèn)識車刀

模塊一車削加工基礎(chǔ)任務(wù)4認(rèn)識車刀回顧剛剛的視頻中，車削加工是如何進(jìn)行的？需要到什么工具？車刀1、車刀的種類和用途3、車刀的角度及基準(zhǔn)平面2、車刀切削部分幾何要素4、車刀的材料和用途5、刃磨車刀及砂輪的選擇1、車刀的種類和用途1.傳統(tǒng)焊接刀具2.硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位（不重磨）車刀

硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位（不重磨）車刀在現(xiàn)代機(jī)械加工中廣泛應(yīng)用，其刀片用機(jī)械夾固式裝夾在刀桿上，當(dāng)?shù)镀粋€刀刃磨鈍后，只需將刀片轉(zhuǎn)過一個角度，即可用新的切削刃進(jìn)行切削，從而大大縮短了換刀和磨刀時間，提高了刀桿的利用率，節(jié)約了成本。

2、車刀切削部分幾何要素車刀是形狀最簡單的單刃刀具，其它各種復(fù)雜刀具都可以看作是車刀的組合和演變，有關(guān)車刀角度的定義，均適用于其它刀具。

車刀是由刀頭(切削部分)和刀體(夾持部分)所組成。車刀的切削部分是由三面、二刃、一尖所組成，即一點(diǎn)二線三面。

前刀面：切削時，切屑流出所經(jīng)過的表面。主后刀面：切削時，與工件加工表面相對的表面。副后刀面：切削時，與工件已加工表面相對的表面。主切削刃：前刀面與主后刀面的交線。它可以是直線或曲線，擔(dān)負(fù)著主要的切削工。副切削刃：前刀面與副后刀面的交線。一般只擔(dān)負(fù)少量的切削工作。刀尖：主切削刃與副切削刃的相交部分。為了強(qiáng)化刀尖，常磨成圓弧形或成一小段直線稱過渡刃。刀尖：主后刀面副后刀面主切削刃前刀面副切削刃刀體刀頭一尖二刃三刀面回顧1、車刀的種類和用途種類：傳統(tǒng)焊接式、可轉(zhuǎn)位車刀用途：外圓刀主要用于加工外圓、端面；切斷刀主要用于切槽及切斷。螺紋車刀主要用于加工螺紋。2、車刀切削部分幾何要素三面兩刃一尖前刀面主后刀面副后刀面主切削刃刀尖副切削刃刀頭刀體3、車刀的角度及基準(zhǔn)平面——過切削刃選定點(diǎn)同時垂直于切削平面和基面的平面。正交平面參考系

1.正交平面參考系時各參考面

——過切削刃選定點(diǎn)平行或垂直刀具安裝面（或軸線）的平面。——過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。切削平面ps正交平面po基面pr2.刀具的標(biāo)注角度前角γo

——在主切削刃選定點(diǎn)的正交平面po內(nèi)，前刀面與基面之間的夾角。后角αo

——在正交平面po內(nèi)，主后刀面與切削平面之間的夾角。主偏角κr——主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角。刃傾角λs——在切削平面ps內(nèi)，主切削刃與基面pr的夾角。其他角度：

副前角γoˊ、副后角αoˊ、副偏角κrˊ、刃傾角λsˊ

車削刀具幾何角度3.刀具角度的正負(fù)前角γo：前刀面與切削平面之間的夾角為銳角，前角為正，夾角為鈍角，前角為負(fù)值。后角αo：后刀面與基面之間的夾角為銳角，后角為正，夾角為鈍角，后角為負(fù)值。刃傾角λs：刀尖是主切削刃上最高點(diǎn)時刃傾角為正，刀尖位于主切削刃上最低點(diǎn)時刃傾角為負(fù)，主切削刃與基面平行時時刃傾角為零。切斷刀的標(biāo)注角度

指認(rèn)車刀角度測試題？解釋車刀各刀具角度的概念？前角γo、后角αo、主偏角κr

、副偏角κrˊ、刃傾角λs并用圖示表示。4、車刀的材料和用途1、刀具材料應(yīng)具備的性能(1)高硬度和好的耐磨性刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬。一般刀具材料的硬度應(yīng)在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。(2)足夠的強(qiáng)度與沖擊韌度強(qiáng)度是指在切削力的作用下，不致于發(fā)生刀刃崩碎與刀桿折斷所具備的性能。沖擊韌度是指刀具材料在有沖擊或間斷切削的工作條件下，保證不崩刃的能力。(3)高的耐熱性

耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)，它綜合反映了刀具材料在高溫下仍能保持高硬度、耐磨性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。(4)良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性2、常用刀具材料目前，車刀廣泛應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具材料，在某些情況下也應(yīng)用高速鋼刀具材料。(1)高速鋼(2)硬質(zhì)合金(3)立方氮化硼(4)金剛石(5)陶瓷高速鋼分類硬質(zhì)合金分類作業(yè)1、車刀切削部分有哪些主要角度？2、什么是刃傾角？如何選擇？其對切屑的排出有何影響？拓展內(nèi)容一、車刀的安裝二、車刀刃磨三、刀具幾何參數(shù)的合理選擇一、車刀的安裝

車削前必須把選好的車刀正確安裝在方刀架上，車刀安裝的好壞，對操作順利與加工質(zhì)量都有很大關(guān)系。安裝車刀時應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：⑴車刀刀尖應(yīng)與工件軸線等高：⑵車刀不能伸出太長：⑶墊刀片選擇合理：⑷車刀刀桿應(yīng)與車床主軸軸線垂直。⑸車刀位置裝正后，應(yīng)交替擰緊刀架螺絲。車刀不對準(zhǔn)工件中心對角度的影響二、車刀刃磨無論硬質(zhì)合金車刀(焊接)或高速鋼車刀，在使用之前都要根據(jù)切削條件所選擇的合理切削角度進(jìn)行刃磨，一把用鈍了的車刀，為恢復(fù)原有的幾何形狀和角度，也必須重新刃磨。三分手藝、七分刀徒弟的手、師傅的刀重要性1.磨刀步驟(圖a～d)

(a)(b)(c)(d)圖a～d刃磨外圓車刀的一般步驟a)磨前刀面b)磨主后刀面c)磨副后刀面d)磨刀尖圓?、拍デ暗睹姘亚敖呛腿袃A角磨正確。⑵磨主后刀面把主偏角和主后角磨正確。⑶磨副后刀面把副偏角和副后角磨正確。⑷磨刀尖圓弧圓弧半徑約0.5～2mm左右。⑸研磨刀刃車刀在砂輪上磨好以后，再用油石加些機(jī)油研磨車刀的前面及后面，使刀刃銳利和光潔。這樣可延長車刀的使用壽命。車刀用鈍程度不大時，也可用油石在刀架上修磨。硬質(zhì)合金車刀可用碳化硅油石修磨。2.磨刀注意事項

⑴磨刀時，人應(yīng)站在砂輪的側(cè)前方，雙手握穩(wěn)車刀，用力要均勻。⑵刃磨時，將車刀左右移動著磨，否則會使砂輪產(chǎn)生凹槽。⑶磨硬質(zhì)合金車刀時，不可把刀頭放入水中，以免刀片突然受冷收縮而碎裂。磨高速鋼車刀時，要經(jīng)常冷卻，以免失去硬度。三、刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇概念：1.刀具幾何參數(shù)的合理選擇：是指在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數(shù)。

2.刀具幾何參數(shù)內(nèi)容：<1>刀具幾何角度（如前角、后角、主偏角等）、<2>刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）<3>切削刃形狀（直線形、圓弧形）<4>選擇刀具考慮的因素：<5>工件材料、刀具材料、切削用量、工藝系統(tǒng)剛性等工藝條件以及機(jī)床功率等。3.在一定切削條件下的基本選擇方法：1)前角和前刀面形狀的選擇5)刃傾角的選擇3)主偏角、副偏角的選擇2)后角及形狀的選擇4)刀尖形狀的選擇1．前角和前刀面形狀的選擇（1）前角的選擇：在選擇刀具前角時首先應(yīng)保證刀刃鋒利，同時也要兼顧刀刃的強(qiáng)度與耐用度。刀具前角的合理選擇，主要由刀具材料和工件材料的種類與性質(zhì)決定。①刀具材料

強(qiáng)度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負(fù)的前角。下圖是不同刀具材料韌性的變化②工件材料加工鋼件等塑性材料時，切屑沿前刀面流出時和前刀面接觸長度長，壓力與摩擦較大，為減小變形和摩擦，一般采用選擇大的前角。加工脆性材料時，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時易產(chǎn)生崩刃，因此刀具前角相對塑性材料取得小些或取負(fù)值，以提高刀刃的強(qiáng)度。③加工條件

粗加工時，一般取較小的前角；精加工時，宜取較大的前角，以減小工件變形與表面粗糙度；帶有沖擊性的斷續(xù)切削比連續(xù)切削前角取得小。④其它刀具參數(shù)負(fù)倒棱（如右圖角度γo1）的刀具可以取較大的前角。大前角的刀具常與負(fù)刃傾角相匹配以保證切削刃的強(qiáng)度與抗沖擊能力?？傊?，前角選擇的原則是在滿足刀具耐用度的前提下，盡量選取較大前角。1、強(qiáng)度和韌性大的刀具材料選擇大的還是小的前角，而脆性大的刀具又如何選擇？2、加工塑性材料時，一般選擇大的還是小的前角。3、加工脆性材料時，刀具前角相對塑性材料如何選擇？4、粗加工和精加工時刀具的前角有何區(qū)別？問題？強(qiáng)度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負(fù)的前角。加工鋼件等塑性材料時，一般采用選擇大的前角。加工脆性材料時，因此刀具前角相對塑性材料取得小些或取負(fù)值，以提高刀刃的強(qiáng)度。粗加工時，一般取較小的前角；精加工時，宜取較大的前角，以減小工件變形與表面粗糙度；解答（2）前刀面形狀、刃區(qū)形狀及其參數(shù)的選擇①、前刀面形狀A(yù)、正前角鋒刃平面型（右圖）

特點(diǎn)：刃口較鋒利，但強(qiáng)度差，

γo不能太大，不易折屑主要用于高速鋼刀具，精加工。B、帶倒棱的正前角平面型（右圖）

特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度及抗沖擊能力強(qiáng)，同樣條件下可以采用較大的前角，提高了刀具耐用度。

主要用于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具，加工鑄鐵等脆性材料。

C、負(fù)前角平面型（右圖）

特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度較好，但刀刃較鈍，切削變形大。主要用于硬脆刀具材料。加工高強(qiáng)度高硬度材料，如淬火鋼。圖示類型負(fù)前角后部加有正前角，有利于切屑流出。D、曲面型（右圖）特點(diǎn)：有利于排屑、卷屑和斷屑，而且前角較大，切削變形小，所受切削力也較小。在鉆頭、銑刀、拉刀等刀具上都有曲面前面。E、鈍圓切削刃型（右圖）特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度和抗沖擊能力增加具有一定的消振作用。適用于陶瓷等脆性材料。2．后角及形狀的選擇（1）后角的選擇①、后角的作用：A、減小刀具后刀面與加工表面的摩擦；B、當(dāng)前角固定時，后角的增大與減小能增大和減小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的散熱，從而影響刀具的耐用度。②、后角的選擇考慮因素：A、切削厚度當(dāng)切削厚度hD（和進(jìn)給量f）較小時，切削刃要求鋒利，因而后角αo應(yīng)取大(負(fù)后角)些。如高速鋼立銑刀，每齒進(jìn)給量很小，后角取到16o。車刀后角的變化范圍比前角小；粗車時，切削厚度hD較大，為保證切削刃強(qiáng)度，取較小后角(正后角)，αo

＝4o～8o；精車時，為保證加工表面質(zhì)量，αo

＝8o～12o。車刀合理后角在f≤0.25㎜/r時，可選αo＝10o～12o；在f>0.25㎜/r時，αo

＝5o～8o。B、工件材料工件材料強(qiáng)度或硬度較高時，為加強(qiáng)切削刃，一般采用較小后角(正后角)。對于塑性較大材料，已加工表面易產(chǎn)生加工硬化時，后刀面摩擦對刀具磨損和加工表面質(zhì)量影響較大時，一般取較大后角。如加工高溫合金時，αo＝10o～15o。③、選擇后角的原則：在不產(chǎn)生摩擦的條件下，應(yīng)適當(dāng)減小后角。3．主偏角、副偏角的選擇（1）主偏角的選擇A、主偏角κr的增大或減小對切削加工有利的一面在背吃刀量ap與進(jìn)給量f不變時，主偏角κr減小將使切削厚度hD減小，切削寬度bD增加，參加切削的切削刃長度也相應(yīng)增加，切削刃單位長度上的受力減小，散熱條件也得到改善。主偏角κr減小時，刀尖角增大，刀尖強(qiáng)度提高，刀尖散熱體積增大。所以，主偏角κr減小，能提高刀具耐用度。B、主偏角κr的增大或減小對切削加工不利的一面主偏角的減小也會產(chǎn)生不良影響。因?yàn)楦鶕?jù)切削力分析可以得知，主偏角κr減小，將使背向力Fp增大，從而使切削時產(chǎn)生的撓度增大，降低加工精度。同時背向力的增大將引起振動。因此主偏角的減小對刀具耐用度和加工精度產(chǎn)生不利影響。

②、工藝系統(tǒng)剛性較差時（工件長徑比lw/dw=6-12），或帶有沖擊性的切削，主偏角κr可以取大值，一般κr＝60o～75o，甚至主偏角κr可以大于90o，以避免加工時振動。硬質(zhì)合金刀具車刀的主偏角多為60o～75o

。

③、根據(jù)工件加工要求選擇。當(dāng)車階梯軸時，κr

＝90o；同一把刀具加工外圓、端面和倒角時，κr

＝45o。（2）副偏角的選擇副偏角κrˊ的大小對刀具耐用度和加工表面粗糙度的影響：A、副偏角的減小，將可降低殘留物面積的高度，提高理論表面粗糙度值，B、副偏角減小刀尖強(qiáng)度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。C、副偏角太小會使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動。副偏角的選擇考慮的各種綜合因素：①、工藝系統(tǒng)剛性好時，加工高強(qiáng)度高硬度材料，一般κrˊ＝5o～10o；加工外圓及端面，能中間切入，κrˊ＝45o。②、工藝系統(tǒng)剛度較差時，粗加工、強(qiáng)力切削時，κrˊ＝10o～15o；車臺階軸、細(xì)長軸、薄壁件，κrˊ＝5o～10o。③、切斷切槽，κrˊ＝1o～2o。副偏角的選擇原則是：在不影響摩擦和振動的條件下，應(yīng)選取較小的副偏角。4．刀尖形狀的選擇刀尖概念：主切削刃與副切削刃連接的地方刀尖是刀具強(qiáng)度和散熱條件都很差的地方。切削過程中，刀尖切削溫度較高，非常容易磨損，因此增強(qiáng)刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖對已加工表面粗糙度有很大影響。(a)