安付行

（鄭州煤礦機(jī)械制造技工學(xué)校，鄭州451103）

1 車刀的材料

車刀切削時，會受到強(qiáng)大的擠壓和劇烈的摩擦。切削點區(qū)域的溫度很高，這樣的工作條件要求刀具材料具有高硬度、較高的耐磨性、較好的熱硬性、足夠的韌性、良好的工藝性等特性。

數(shù)控加工中常用刀具材料有碳素工具鋼、低合金工具鋼、高速鋼（HSS）、硬質(zhì)合金、陶瓷（氮化硅 SiN）、立方氮化硼（CBN）、金剛石（PCD）等。各種刀具材料對被加工材料硬度的適用順序（被加工材料硬度由低到高）：HSS→鍍層HSS→硬質(zhì)合金→鍍層硬質(zhì)合金→陶瓷→立方氮化硼刀具→金剛石刀具。

硬質(zhì)合金是數(shù)控車削刀具中最常用的材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金刀具是目前使用最為廣泛的一種刀具，所以本文以90°硬質(zhì)合金車刀為例進(jìn)行分析。

圖1

2 車刀的組成

在機(jī)械行業(yè)中有這樣一句俗語“三分刀具、七分技術(shù)”，說明要想加工出合格的零件，除了熟練操作機(jī)床，掌握必要的加工技術(shù)，還要掌握一定的刀具方面的專業(yè)技能。如圖1所示，車刀由刀柄、刀頭組成。刀柄是刀具上夾持或車刀的夾持部分；刀頭是焊接刀片的部分，或由它形成了車刀切削刃的切削部分。其中刀頭又由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖組成，即“三面、兩刃、一尖”。它擔(dān)負(fù)著全部的切削任務(wù)，其中主切削刃與副切削刃相交部位就是刀尖，刀尖在加工工件時尤其重要，可以說，一把車刀的刃磨是否合格，最關(guān)鍵的部位就是刀尖，因為在車削時，全部是由車刀的刀尖部位參加切削工作，當(dāng)然，車刀的刀頭部位每個面、每條切削刃都有其特殊的作用。以車刀中的前刀面為例：前刀面主要是切屑流經(jīng)過的表面，一方面車刀的前刀面決定了切屑和前刀面的摩擦力的大小，如果前面刀表面粗糙度值小，切屑在流經(jīng)前刀面時摩擦力就小，產(chǎn)生的摩擦溫度就??；另一方面，前刀面決定了切屑變形的大小，前刀面中的前角較大時，切屑在流經(jīng)前刀面時就不容易變形，切屑彎曲半徑較大，切屑容易排出，但切屑不容易折斷；當(dāng)然切屑的折斷還和工件的材料、車刀主偏角及車削時的切削深度等因素有關(guān)，它只是影響切屑變形的一部分原因。通過對前刀面的分析，90°硬質(zhì)合金車刀中的“三面、兩刃、一尖”，我們必須正確理解車刀的每個位置的作用與用途，才能在刃磨車刀時心中有數(shù)，達(dá)到我們?nèi)心ボ嚨兜恼嬲康摹?/p>

3 車刀的幾何角度

首先分析車刀的6個基本幾何角度。車刀的幾何角度主要由6個基本幾何角度組成，即前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角、刃傾角，如圖2所示。

圖2

另外，在這6個基本幾何角度中所產(chǎn)生的派生角度也不可忽略（楔角和刀尖角）。在主截面A-A內(nèi)，前刀面與主后刀面之間的夾角稱為楔角，即前角+主后角+楔角=90°，主切削刃與副切削刃之間的夾角為刀尖角，即主偏角+副偏角+刀尖角=180°，這2個角度決定了刀具的強(qiáng)度。例如：在刃磨90°硬質(zhì)合金車刀時，主偏角選擇90°～92°的范圍，副偏角選擇6°～8°的范圍。在副切削刃上除靠近刀尖處修磨成的修光刃能起到微量的切削外，它主要起到對加工表面的修光作用。其它的副切削刃部分是不能參加切削加工的。在主切削刃上靠近刀尖處起主要的切削加工作用，主偏角決定了切削力方向及大小的分配問題。主偏角和副偏角的大小確定后，車刀的楔角的角度就已確定，它決定了車刀的強(qiáng)度及散熱情況。不能只生面地強(qiáng)調(diào)某個角度的大小，要綜合考慮這些角度發(fā)生的變化，從而得出車刀對切削工件的全部影響。

4 車刀的刃磨

在切削過程中，車刀的前刀面和主后刀面處于劇烈的摩擦和切削熱的作用之中，會使車刀的主、副切削刃口變鈍而失去切削能力，所以要通過刃磨車刀才能恢復(fù)切削刃口的鋒利和正確的車刀幾何角度。因此，作為車工必須掌握車刀的刃磨技能。車刀的刃磨分為機(jī)械刃磨和手工刃磨，一般學(xué)?；蚱髽I(yè)多采用手工刃磨。所以，在掌握了車刀的組成及幾何角度后，就可以進(jìn)行刀具的手工刃磨練習(xí)。第一步要學(xué)會選擇砂輪的種類，目前常用的砂輪材料有2種：碳化硅和氧化鋁砂輪，刃磨刀具不同部位，選擇不同的砂輪。碳化硅砂輪多呈綠色，其砂粒硬度高，切削性能好，但脆性大，適于刃磨硬質(zhì)合金車刀；氧化鋁砂輪多呈白色，其砂粒韌性好，比較鋒利，適于刃磨高速鋼和硬質(zhì)合金的刀柄部分。第二步是掌握刃磨刀具的方法及步驟。一般來講，一把車刀的刃磨，首先磨去刀面上的焊渣，并將車刀的底面磨平。再粗磨車刀的各個刀面，以初步形成主、副切削刃和必要的幾何角度（車刀的6個基本幾何角度）；接著磨斷屑槽（一般不建議初學(xué)者刃磨）；然后精磨車刀的各個刀面，以保證主、副切削刃是直線，同時保證正確的幾何角度。最后修磨過渡刃?？傮w來說，不管刃磨哪個刀面，切削刃始終保持在砂輪的上方，不管刃磨哪個切削刃，刀尖都是最后刃磨的。

5 車刀的安裝

以車刀的主后角為例，一般90°硬質(zhì)合金車刀的主后角為6°～8°，這是車刀刃磨時的幾何角度，在實際安裝車刀時，要求車刀的刀尖和工件的中心軸線等高，如果車刀的刀尖高于或低于工件的中心軸，車刀在工作時的主后角就會相應(yīng)地大于或小于實際刃磨車刀時的主后角。這說明即使刃磨車刀時的幾何角度正確，也必須考慮車刀的安裝問題。尤其是車刀的主偏角和副偏角，在車刀刀頭裝傾斜的情況下，都會發(fā)生變化，從而影響我們加工時對車刀的要求?？傊?，車刀在安裝時伸出的長短、高低、垂直度等都有一定的要求，這也需要長期的工作經(jīng)驗總結(jié)。

6結(jié)語

綜上所述，在數(shù)控機(jī)床的實習(xí)過程中，我們要重視基本技能的訓(xùn)練，主要是安全文明生產(chǎn)、機(jī)床的操作及保養(yǎng)、車刀的認(rèn)識及刃磨、量具的保養(yǎng)與正確使用等內(nèi)容。就車刀而言，我們要正確認(rèn)識和理解車刀的材料特性、組成、幾何角度、刃磨方法及安裝要求，在實際的切削加工中還要根據(jù)切削時的各種實際情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇和調(diào)整，總結(jié)加工經(jīng)驗，循序漸進(jìn)，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，這有助于高效率地加工出合格的產(chǎn)品零件。

［1］ 彭德蔭.車工工藝與技能訓(xùn)練［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2001.