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1、常用车刀 周一 第三、四节 本课内容 v一.常用车刀的种类和用途 v二.刀具材料 v三.车刀组成 u六.车刀角度及切削参数的选择 v四.车刀的安装 v五.车刀的刃磨 了解 了解 一.常用车刀的种类和用途 直头车头车刀 弯头车头车刀 75强力车车刀 90偏刀 切断刀或切槽刀 扩扩孔刀（通孔）扩扩孔刀（不通孔）螺纹车纹车刀 1.传统焊接刀具 2.硬质合金可转位（不重磨）车刀 v 硬质合金可转位（不重磨）车刀在现代机械加工中广泛应用，其刀片用机械 夹固式装夹在刀杆上，当刀片一个刀刃磨钝后，只需将刀片转过一个角度，即可 用新的切削刃进行切削，从而大大缩短了换刀和磨刀时间，提高了刀杆的利用率 ，节约了成
2、本。 二.刀具材料 v1、刀具材料应具备的性能 v(1)高硬度和好的耐磨性 刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属。一般刀具材料的 硬度应在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。 v(2)足够的强度与冲击韧度 强度是指在切削力的作用下，不致于发生刀刃崩碎与刀杆折断所具备的性能 。冲击韧度是指刀具材料在有冲击或间断切削的工作条件下，保证不崩刃的能力 。 v(3)高的耐热性 耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标，它综合反映了刀具 材料在高温下仍能保持高硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力 。 v(4)良好的工艺性和经济性 2、常用刀具材料 目前，车刀广泛应
3、用硬质合金刀具材料，在某些情况下也应用高速钢刀具材料。 (1)高速钢 高速钢是一种高合金钢，俗称白钢、锋钢、风钢等。其强度、冲击韧度、 工艺性很好，是制造复杂形状刀具的主要材料。如：成形车刀、麻花钻头、铣刀、 齿轮刀具等。高速钢的耐热性不高，约在640左右其硬度下降，不能进行高速切 削。 (2)硬质合金 以耐热高和耐磨性好的碳化物，钴为粘结剂，采用粉末冶金的方法压制成 各种形状的刀片，然后用铜钎焊的方法焊在刀头上作为切削刀具的材料。硬质合金 的耐磨性和硬度比高速钢高得多，但塑性和冲击韧度不及高速钢。 (3)立方氮化硼 (4)金刚石 (5)陶瓷 硬质合金分类 按GB207587(参照采用ISO标
4、准)，可将硬质合金分为P、M、K三 类。 v1)P类硬质合金： 主要成分为Wc+Tic+Co，用蓝色作标志，相当于原钨钛钴类(YT)。 主要用于加工长切屑的黑色金属，如钢类等塑性材料。此类硬质合金的 耐热性为900。 v2)M类硬质合金： 主要成分为Wc+Tic+Tac(Nbc)+Co，用黄色作标志，又称通用硬质 合金，相当于原钨钛钽类通用合金(YW)。主要用于加工黑色金属和有色 金属。此类硬质合金的耐热性为10001100。 v3)K类硬质合金： 主要成分为Wc+Co，用红色作标志，又称通用硬质合金，相当于原 钨钴(YG)。主要用于加工短切屑的黑色金属(如铸铁)、有色金属和非金 属材料。此类
5、硬质合金的耐热性为800。 三.车刀组成 v车刀是形状最简单的单刃刀具，其它各种复杂刀具 都可以看作是车刀的组合和演变，有关车刀角度的 定义，均适用于其它刀具。 车刀是由刀头(切削部分)和刀体(夹持 部分)所组成。车刀的切削部分是由三面 、二刃、一尖所组成，即一点二线三面。 车刀的一点二线三面 v前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。 v主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。 v副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。 v主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主 要的切削工。 v副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。 v刀尖：主切削刃与副
6、切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形 或成一小段直线称过渡刃。 1-副切削刃 2-前刀面 3-刀头 4-刀体 5-主切削刃 6-主后刀面 7-副后刀面 8-刀尖 刀尖： 主后刀面 副后刀面 主切削刃 前刀面 副切削刃 刀体 刀头 一尖二刃三刀面 四.车刀的安装 车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安 装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀 时应注意下列几点： 车刀刀尖应与工件轴线等高： 车刀不能伸出太长： 垫刀片选择合理： 车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。 车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。 车刀不对准工件中心对角度的影响 五、车刀刃磨 无论硬质合金车刀(焊接)
7、或高速钢 车刀，在使用之前都要根据切削条 件所选择的合理切削角度进行刃磨 ，一把用钝了的车刀，为恢复原有 的几何形状和角度，也必须重新刃 磨。 三分手艺、七分刀 徒弟的手、师傅的刀 重要性 1.磨刀步骤(图ad) (a) (b) (c) (d) 图ad 刃磨外圆车刀的一般步骤 a)磨前刀面 b)磨主后刀面 c)磨副后刀面 d)磨刀尖圆弧 磨前刀面 把前角和刃倾角磨正确。 磨主后刀面 把主偏角和主后角磨正确。 磨副后刀面 把副偏角和副后角磨正确。 磨刀尖圆弧 圆弧半径约0.52mm左右。 研磨刀刃 车刀在砂轮上磨好以后，再用油石加些机油研磨车 刀的前面及后面，使刀刃锐利和光洁。这样可延长车刀的使
8、用寿命 。车刀用钝程度不大时，也可用油石在刀架上修磨。硬质合金车刀 可用碳化硅油石修磨。 2.磨刀注意事项 v磨刀时，人应站在砂轮的侧前方，双手握 稳车刀，用力要均匀。 v刃磨时，将车刀左右移动着磨，否则会使 砂轮产生凹槽。 v磨硬质合金车刀时，不可把刀头放入水中 ，以免刀片突然受冷收缩而碎裂。磨高速钢 车刀时，要经常冷却，以免失去硬度。 六、车刀角度及切削参数的选择 刀具几何角度 过切削刃选定点同时垂直于切 削平面和基面的平面。 正交平面参考系 1.正交平面参考系时各参考面 ：（右图） 过切削刃选定点平行或垂直刀 具安装面（或轴线）的平面。 过切削刃选定点与 切削 刃相切并垂直于基面的平面。
9、 切削平面ps 正交平面po 基面pr 2. 刀具的标注角度 v前角o 在主切削刃选定点的正交平面po内 ，前刀面与基面之间的夹角。 v后角o 在正交平面po内，主后刀面与切削 平面之间的夹角。 v主偏角r 主切削刃在基面上的投影与进给方 向的夹角。 v刃倾角s 在切削平面ps内，主切削刃与 基面pr的夹角。 v其他角度： 副前角o、 副后角o、 副偏角r、 刃倾角s 车削刀具几何角度 3.刀具角度的正负 v前角o ： 前刀面与切削平面之间的夹角为锐角，前角为正，夹角为钝角，前角为负值。 v后角o ： 后刀面与基面之间的夹角为锐角，后角为正，夹角为钝角，后角为负值。 v刃倾角s ： 刀尖是主切
10、削刃上最高点时刃倾角为正，刀尖位于主切削刃上最低点时刃倾角 为负，主切削刃与基面平行时时刃倾角为零。 切断刀的标注角度 指认车刀角度 测试题？ 解释车刀各刀具角度的概念？ 前角o、后角o、主偏角r 、 副 偏角r、刃倾角s并用图示表示 。 刀具几何参数的合理选择 刀具几何参数的合理选择 v概念： v1.刀具几何参数的合理选择： 是指在保证加工质量的前提下，选择能提高切削 效率，降低生产成本，获得最高刀具耐用度的刀具几 何参数。 v2.刀具几何参数内容： 刀具几何角度（如前角、后角、主偏角等）、 刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等） 切削刃形状（直线形、圆弧形） 选择刀具考虑的因素： 工件材料
11、、刀具材料、切削用量、工艺系统刚性等工艺条 件以及机床功率等。 v3.在一定切削条件下的基本选择方法 ： 1)前角和前刀面形状的选择 5)刃倾角的选择 3)主偏角、副偏角的选择 2)后角及形状的选择 4)刀尖形状的选择 v1前角和前刀面形状的选择 v（1） 前角的选择： v在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋 利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用 度。 v刀具前角的合理选择，主要由刀具材 料和工件材料的种类与性质决定。 v 刀具材料 v强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角，而脆性大的 刀具甚至取负的前角。 v下图是不同刀具材料韧性的变化 v 工件材料 v加工钢件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时和前刀
12、面接 触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦，一般采 用选择大的前角。 v加工脆性材料时，切屑为碎状，切屑与前刀面接触短，切 削力主要集中在切削刃附近，受冲击时易产生崩刃，因此 刀具前角相对塑性材料取得小些或取负值，以提高刀刃的 强度。 v 加工条件 v粗加工时，一般取较小的前角； v精加工时，宜取较大的前角，以减小工 件变形与表面粗糙度； v带有冲击性的断续切削比连续切削前角 取得小。 v 其它刀具参数 v负倒棱（如右图角度o1 ）的刀具可以取较大的 前角。 v大前角的刀具常与负刃 倾角相匹配以保证切削 刃的强度与抗冲击能力 。 v总之，前角选择的原则 是在满足刀具耐用度的 前提下，尽量
13、选取较大 前角。 1、强度和韧性大的刀具材料选择大的还是小的 前角，而脆性大的刀具又如何选择？ 2、加工塑性材料时，一般选择大的还是小的前 角。 3、加工脆性材料时，刀具前角相对塑性材料如 何选择？ 4、粗加工和精加工时刀具的前角有何区别？ 问题？ v强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角 ，而脆性大的刀具甚至取负的前角。 v加工钢件等塑性材料时，一般采用选择大的 前角。 v加工脆性材料时，因此刀具前角相对塑性材 料取得小些或取负值，以提高刀刃的强度。 v粗加工时，一般取较小的前角； v精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变 形与表面粗糙度； 解答 v（2）前刀面形状、刃区形状及其 参数的选择 v、前刀面形状 vA、正前角锋刃平面型 （右图） v 特点：刃口较锋利，但强度差， o不能太大，不易折屑 主要用于高速钢刀具，精加工。 vB、带倒棱的正前角平面型（右图） v 特点：切削刃强度及抗冲
